首次回归饰演哈利·奇纳（）；西恩·冈恩饰演，本人虽然回归演出，但不确定他的戏份被採用过。另外包括娜塔莉·波特曼回归饰演珍·佛斯特；波特曼本人并未直接参与演出，电影中现身的片段採用《雷神2：黑暗世界》中的删减片段剪辑而成，并加入由波特曼声演的全新对白。詹姆士·达西饰演艾德恩·贾维斯，霍华·史塔克的管家，角色首次登场于漫威电视剧集《卡特探员》中作为主演，达西由此成为首个与电影系列连动的漫威电视剧集人物。另外，真田广之饰演在日本东京出没的黑道首领昭彦（），饰演史考特·朗恩的女儿，其接替在《蚁人》和《蚁人与黄蜂