イドリス・エルバ
ヘムズワースとヒドルストンが決まった後、残りのキャストが埋まり始めた。7月、マーベルはナタリー・ポートマンがジェーン・フォスターを演じると発表した。9月、ジェイミー・アレクサンダーとコルム・フィオールがキャストに加わり、アレクサンダーがシフ、フィオールが役名不明の悪役を演じるだろうと報じられた。スウェーデンのニュースサイト『Ystads Allehanda』のインタビューで、ステラン・スカルスガルドのキャスト参加を述べた。10月下旬までに、アンソニー・ホプキンスがオーディンに配役された。さらに数週間後、マーベルはウォリアーズ・スリーをキャスティングし、ファンドラルをスチュアート・タウンゼント、ホーガンを浅野忠信、ヴォルスタッグをレイ・スティーヴンソンが演じると発表した。数日後、イドリス・エルバのヘイムダール役でのキャスト参加が発表された。