6位超级英雄在一起，共同对抗试图以阴谋征服地球的洛基。2007年6月，《无敌浩克》的编剧获聘为《复仇者联盟》编剧。2010年4月，乔斯·温登确定执导影片，并改编了佩恩的剧本。漫威宣布爱德华·诺顿将不会继续饰演「浩克」布鲁斯·班纳。2010年7月，马克·鲁法洛确定接替爱德华·诺顿出演该角色。小劳勃·道尼、克里斯·伊凡、马克·鲁法洛、克里斯·汉斯沃、史嘉蕾·乔韩森、杰瑞米·雷纳、汤姆·希德斯顿和山缪·杰克森都会继续出演各自的角色。电影的主体拍摄于2011年4月在新墨西哥州阿尔伯克基开机，后来于8月转到俄亥俄