Jaimie Alexander jako Sif, asgardzka wojowniczka oraz Clark Gregg i Maximiliano Hernández jako Phil Coulson i Jasper Sitwell, agenci T.A.R.C.Z.Y.. Joseph Gatt, Troy Brenna i Josh Coxx zagrali Lodowych Gigantów.
W rolach cameo pojawili się: twórcy komiksów Marvela, Stan Lee i J. Michael Straczynski jako kierowcy pick-upa oraz Walter Simonson jako gość na bankiecie w Asgardzie; Jeremy Renner jako Clint Barton oraz w scenie po napisach Samuel L. Jackson jako Nick Fury, dyrektor T.A.R.C.Z.Y..
Produkcja Rozwój projektu mały|skaluj=0.9|Reżyser filmu, Kenneth Branagh Na początku lat dziewięćdziesiątych Sam Raimi przedstawił pomysł na film o Thorze. Spotkał się on wtedy ze Stanem Lee i przedstawił projekt 20th Century Fox, jednak studio nie było zainteresowane. Do projektu powrócono po sukcesie filmu X-Men z 2000 roku i rozważano go w postaci filmu telewizyjnego. Stacja telewizyjna UPN zainteresowana była jego emisją, a Tyler Mane został obsadzony w tytułowej roli. W maju 2000 roku Marvel Studios nawiązało współpracę z Artisan Entertainment, aby sfinansować produkcję filmu. W lipcu 2004 roku Sony Pictures Entertainment zakupiło prawa do filmu, a w grudniu rozpoczęto negocjacje z Davidem Goyerem dotyczące napisania scenariusza i reżyserii.