W roli cameo pojawił się twórca komiksów Marvela, Stan Lee, i twórczyni komiksów o Kapitan Marvel, Kelly Sue DeConnick – jako pasażerowie w metrze. Twórcy filmu uhonorowali pośmiertnie Lee, zmieniając animację logotypu studia, przedstawiając jego występy w filmach. W scenie po napisach pojawili się: Chris Evans jako Steve Rogers, Scarlett Johansson jako Natasha Romanoff, Mark Ruffalo jako Bruce Banner i Don Cheadle jako James Rhodes. Prawdziwi piloci U.S. Air Force, Matthew „Spider” Kimmel oraz Stephen „Cajun” Del Bagno, zagrali samych siebie.
Produkcja Rozwój projektu mały|upright=0.9|Anna Boden i Ryan Fleck, reżyserzy filmu Pierwsze informacje o pracy nad scenariuszem do filmu pojawiły się w maju 2013 roku. W sierpniu Louis D’Esposito poinformował, że Marvel Studios rozważa jeden z filmów z wiodącą postacią kobiecą. Pod uwagę brane były Kapitan Marvel, Czarna Wdowa, Pepper Potts i Peggy Carter. W marcu 2014 roku Kevin Feige zapowiedział, że jeżeli studio zdecyduje się na film o superbohaterce, będzie to film o genezie nowej postaci w Filmowego Uniwersum Marvela. Natomiast w sierpniu Feige potwierdził, że trwają prace nad filmami Czarna Pantera i Kapitan Marvel.