「红色守卫者」阿列克谢·肖斯塔科夫，佛萝伦丝·普伊出演「黑寡妇」叶莲娜·贝洛娃，出演里克·梅森，瑞秋·怀兹出演「黑寡妇」梅丽娜。8月，荷兰健美选手奥利维尔·里希特斯确定加入剧组。9月13日，《好莱坞新闻前线》报导称小劳勃·道尼将在影片中客串出演「钢铁人」东尼·史塔克。9月25日，大卫·哈伯透露自己的戏份已经杀青。9月底，剧组举行了杀青派对。10月初，制作团队移至乔治亚州梅肯进行后续拍摄，这里的片场被佈置成纽约州首府奥尔巴尼。影片还在亚特兰大、布达佩斯和摩洛哥取景拍摄。10月1日，报导称威廉·赫特将参演影片，