克林特·巴顿（鹰眼）演员 杰瑞米·雷纳

他是在马戏团长大的孤儿，因超一流的箭术被神盾局指挥官尼克·弗瑞慧眼识珠，加入复仇者联盟。鹰眼侠行动迅速果敢，个性低调沉稳，出招百发百中，极其擅长狙击。

娜塔莎·罗曼诺夫（黑寡妇）演员 斯嘉丽·约翰逊

娜塔莎十岁时，斯大林亲自下令，将她交给间谍塔拉斯·罗曼诺夫，作为塔拉斯的“女儿”进行培养。她跟着养父学会了许多格斗与间谍技巧。

旺达·马克西莫夫（绯红女巫）演员 伊丽莎白·奥尔森

绯红女巫在电影中是快银的双胞胎妹妹（比快银晚出生12分钟），因与哥哥参与九头蛇的秘密试验并被洛基权杖上的宝石赋予的超能力，后加入复仇者联盟。

火箭浣熊演员 布莱德利·库珀

一位被高度机械改造的智能拟人化浣熊， 尽管有时心不甘情不愿，但他仍然是银河护卫队中重要的一员。

星云演员 凯伦·吉兰

星云和卡魔拉一样曾是灭霸的养女，灭霸将她们当作武器培养，二人在相互竞争中一起长大。

詹姆斯·罗德（战争机器）演员 唐·钱德尔

战争机器本名詹姆斯·罗迪，是托尼·史塔克的好友，职业是一名美军上校，也是美国陆军武器开发部的部长，还是斯塔克工业与美国军队的中间人，因一次敌人来袭，钢铁侠不敌，在万分危急的时刻，詹姆斯穿上了钢铁侠的另一套高科技装甲，与其一同将敌人击退，从此化身战争机器，与钢铁侠并肩作战。后加入复仇者联盟。

佩珀·波茨（小辣椒）演员 格温妮斯·帕特洛

托尼斯塔克身边的一个精明能干、性感迷人的女助手“小辣椒”维吉尼亚波茨，能时刻给“钢铁侠”无微不至的关怀和帮助，与托尼斯塔克的关系微妙。