2012年9月，中国大陆演员王学圻敲定加入剧组，将扮演电影角色“吴博士”。2013年1月，中国女演员范冰冰被拍得秘密现身《钢3》片北京拍摄现场。
发行.华特迪士尼公司在2010年10月18日正式发表声明宣佈，他们将会支付派拉蒙影业至少1.15亿美金，请派拉蒙将《钢铁人3》和《复仇者联盟》的全球行销及发行权，转由迪士尼接手发行工作。迪士尼公司主席瑞奇·罗斯（Rich Ross）表示：「执行这份协议时，迪士尼将会承担《钢铁人3》和《复仇者联盟》这两部高期待影片的全球市场行销及发行分