班奈狄克·康柏拜区饰演史蒂芬·史传奇／奇异博士，查德威克·鲍斯曼饰演帝查拉／黑豹，汤姆·赫兰德饰演彼得·帕克／蜘蛛人，柔伊·莎达娜饰演葛摩菈，伊莉莎白·欧森饰演汪达·马克希莫夫／绯红女巫，赛巴斯汀·史坦饰演巴奇·巴恩斯／酷寒战士，安东尼·麦基饰演山姆·威尔森／猎鹰，汤姆·希德斯顿饰演洛基。克里斯·普瑞特饰演彼得·奎尔／星爵，戴夫·巴帝斯塔饰演德克斯，庞·克莱门捷夫饰演螳螂女，冯·迪索声演格鲁特。温斯顿·杜克饰演恩巴库，莉蒂西亚·莱特饰演舒莉，山缪·杰克森饰演尼克·福瑞，蔻碧·史莫德饰演玛莉亚·希尔，威廉·赫