汤姆·希德勒斯顿（抖森）饰演的洛基
查德维克·博斯曼饰演的黑豹
乔什·布洛林饰演的灭霸
布莱德利·库珀饰演的箭浣熊（配音和动作捕捉）
克里斯·帕拉特饰演的彼得·奎尔（星爵）
噬元兽
斯嘉丽·约翰逊饰演的娜塔莎·罗曼诺夫（黑寡妇）
布丽·拉尔森饰演的卡罗尔·丹佛斯（惊奇队长）
克里斯·埃文斯饰演的史蒂夫·罗杰斯（美国队长）
塞巴斯蒂安·斯坦饰演的巴基·巴恩斯（冬日战士）
杰瑞米·雷纳饰演的克林特·巴顿（鹰眼）
本尼迪克特·康伯巴奇饰演的史蒂芬·斯特兰奇（奇异博士）
保罗·路德饰演的斯科特·朗（二代蚁人）
克里斯·海姆斯沃斯饰演的索尔·奥丁森（雷神）
汤姆·赫兰德饰演的彼得·帕克（蜘蛛侠）
马克·鲁法洛饰演的布鲁斯·班纳（绿巨人）
凯伦·吉兰饰演的星云（灭霸养女之一）
范·迪塞尔饰演的树人格鲁特（配音和动作捕捉）
小罗伯特·唐尼饰演的托尼·史塔克（钢铁侠）