W 2005 roku rozmowy z Goyerem nadal trwały, ale ostatecznie zakończyły się fiaskiem.
W kwietniu 2006 roku poinformowano, że Mark Protosevich napisze scenariusz, a projekt został przejęty przez Paramount Pictures po nabyciu praw do dystrybucji od Sony. W tym samym roku ogłoszono, że za produkcję będzie odpowiadało Marvel Studios. W sierpniu 2007 roku zatrudniło Matthew Vaughna na stanowisko reżysera filmu. Vaughn również zmodyfikował scenariusz Protosevicha, aby zmniejszyć budżet filmu o połowę. Początkowa wersja Protosevicha zakładała budżet w wysokości 300 milionów dolarów. Po sukcesie filmu Iron Man z 2008 roku studio wyznaczyło amerykańską datę premiery na 4 czerwca 2010 roku, a Iron Man 2 miał posłużyć do przedstawienia postaci Thora.
W maju 2008 roku Vaughn został zwolniony z projektu, a studio poprosiło Protosevicha o napisanie nowego scenariusza i rozpoczęło poszukiwania nowego reżysera. Guillermo del Toro prowadził rozmowy ze studiem dotyczące objęcia stanowiska reżysera filmu, jednak zrezygnował na rzecz pracy nad Hobbitem. W grudniu poinformowano, że Kenneth Branagh został zatrudniony na stanowisku reżysera. W marcu 2009 roku amerykańska data premiery filmu została dwukrotnie przesunięta. Początkowo na 17 czerwca 2011 roku, a później na 20 maja.