Dominic Cooper jako Howard Stark i Tommy Lee Jones jako Chester Phillips pojawiają się na fotografiach.
W rolach cameo pojawili się: twórca komiksów Marvela, Stan Lee jako strażnik w muzeum oraz w scenie po napisach Thomas Kretschmann jako Wolfgang von Strucker; Henry Goodman jako List; Aaron Taylor-Johnson i Elizabeth Olsen jako bliźniaki Pietro i Wanda Maximoff.
Produkcja Rozwój projektu upright=1.5|mały|Anthony i Joe Russo, reżyserzy filmu W kwietniu 2011 roku, jeszcze przed premierą pierwszego filmu, poinformowano, że Christopher Markus i Stephen McFeely powrócą jako scenarzyści sequela. Jeszcze w tym samym roku rozpoczęli pisanie scenariusza. Zdecydowali się na adaptację historii związanej z Zimowym Żołnierzem z komiksów autorstwa Eda Brubakera. Po kilku miesiącach pracy nad scenariuszem i konsultacjach z Marvel Studios, powstała główna cześć fabuły. Początkowo planowano, by akcja filmu rozgrywała się we współczesności z retrospekcjami z II wojny światowej, jednak ostatecznie zdecydowano się, aby umiejscowić całość fabuły filmu we współczesności. Markus i McFeely chcieli włączyć do filmu postać Clinta Bartona / Hawkeye’a, jednakże ostatecznie zrezygnowano z tego pomysłu. Sam Jeremy Renner, odtwórca tej postaci w filmach franczyzy, nie mógł wystąpić w filmie w związku z innymi zobowiązaniami.