مرد آهنی ۲
بازیگران

رابرت داونی جونیور در نقش تونی استارک/مرد آهنی: میلیاردری که از یک گروگانگیری با ساخت زرهی با تکنولوژی فوق مدرن فرار کرده و سعی در نگهداری آن در برابر دولت می‌کند. داونی و فاورو، کسانی که از اول قسمت نخست با هم همکاری داشته‌اند، داستان فیلم را خود مشخص کرده‌اند. در مورد قهرمان بودن استارک، داونی می‌گوید: «یه جورایی قهرمانانه است، اما یک جورایی فقط از نگاه خودش.» دوانی برای این شخصیت ۲۰ پوند عضله اضافه کرد. داوین رانسوم شش ساله نیز نقش استارک کودک را بازی کرد.
گوئینت پالترو در نقش ویریجینیا «پپر» پاتز: معشوقهٔ استارک و نزدیکترین دوست او. پپر حالا به مدیریت شرکت استارک ارتقاء رتبه یافته‌است. پالترو در مورد ارتقای رتبهٔ این شخصیت می‌گوید: «وقتی که مرد آهنی ۲ را شروع کردیم تونی و پپر یک جور بودند… همان‌طور که داستان پیش می‌رود، به پپر وظایف بیشتری محول می‌شود و دیدن رشد کردن اون لذت‌بخش است. فکر می‌کنم این شغل برای او بسیار مناسب است.» پالترو از همکاری با جوهانسون نیز ابراز هیجان کرد.
دن چیدل در نقش کلنل جیمز «رودی» رودس: یک افسر نیروی هوایی آمریکا و دوست استارک. چیدل جایگزین ترنس هاورد در فیلم نخست شد. چیدل برای قبول کردن این نقش تنها چند ساعت وقت داشت بنابراین اطلاعات کافی برای این شخصیت نداشت. او از طرفداران کتاب‌های کامیک بود اما به خاطر سیاه‌پوست بودن هیچ وقت نتوانسته بود تا در نقش یک ابرقهرمان بازی کند. چیدل اعتراف کرد که تا قبل از آن که اولین قسمت مرد آهنی منتشر شود، همیشه فکر می‌کرد که مرد آهنی یک ربات است. در مورد قرار گرفتن در شخصیت رودس، چیدل گفت: «پیش خودم گفتم، کار اصلی من اینجا چی هست؟ دوستی با تونی و این چیزیه که ما توی فیلم کاملاً پیدا می‌کنیم، دوستی این دو زمانی که استارک به همه اعلام می‌کند "من مرد آهنی هستم!".» چیدل همچنین گفته بود که لباسی که برای بازی به تن کرده بود، وزنی حدود ۵۰ پوند داشت و از آهن درست شده بود و زمانی که آن را به تن می‌کرد دیگر نمی‌توانست دست خود را به صورتش برساند.
اسکارلت جوهانسون در نقش ناتالی راشمن/ناتاشا رومانوف: یک جاسوس شیلد که به عنوان یک دستیار جدید به استارک کمک می‌کند. جوهانسون برای قانع کردن فاورو برای مناسب بودن این نقش موهای خود را قرمز کرد. او متذکر شد که با دیدن لباسی که باید طی فیلم به تن کند، "کمی ترسید!". وقتی که از او درخواست شد تا در آن لباس، مبارزه کند، جوهانسون پاسخ داد: «قسمتی از من میگه یعنی می‌تونم توی این حرکت کنم؟ می تونم بدوم؟ می‌تونم خودم رو با این روی کسی پرت کنم؟»
سم راکول در نقش جاستین همر: رئیس شرکت همر و رقیب استارک. سم راک ول از همان فیلم نخست نقش جاستین همر را بدون خواندن فیلم‌نامه قبول کرد. او قبل از این هیچ چیزی در مورد شخصیت همر نمی‌دانست و حتی از انگلیسی بودن او خبر نداشت. راکول گفت: «من قبلاً با فاورو در فیلم ساخته کار کرده بودم و ثرو هم از دوستان قدیمی من است. آن‌ها یه جورایی ایدهٔ حضور منو پیش کوین فیگ بردند و کاری که انجام دادند شبیه به کاری بود که با جف بریجز انجام دادند اما بعداً تصمیم گرفتند تا شخصیت‌های منفی رو از هم جدا کنند؛ و واقعاً میکی [شخصیت منفی] اصلی فیلم است و من برای کمک به او آمدم.»
میکی رورک در نقش ایوان وانکو: یک فیزیک‌دان روسی و کسی که با ساختن بک رآکتور آرک مختص به خود تصمیم به انتقام گرفتن از خانوادهٔ استارک می‌گیرد. این شخصیت ملقمه‌ای از دشمنان قدیمی مرد آهنی، شلاق و کریمسون دایمو است. رورک برای آشنایی با این شخصیت به زندان بوتریکا مراجعه کرد و پیشنهاد داد تا نیمی از دیالوگ‌های خودش روسی باشد. او همچنین پیشنهاد اضافه کردن خالکوبی، دندان طلا و طوطی را داد و پول دندان طلایی و طوطی را خود متقبل شد. رورکی توضیح داد که دوست نداشته تا «آدم بد تک بعدی» را بازی کند و در تلاش بوده تا شخصیتی با ارزش برای بینندگان به نمایش درآورد. رورک هیچ چیزی دربارهٔ کامپیوتر بلد نبود و ادای کنترل کردن دستگاه‌ها را سخت‌ترین قسمت کار خود می‌داند.
ساموئل ال. جکسون در نقش نیک فیوری: فرماندهٔ شیلد. جکسون یک قرارداد برای بازی در ۹ فیلم با این شخصیت امضاء کرد. دربارهٔ انجام ندادن هیچ کاری در این فیلم، جکسون گفت: «ما هنوز کار نیک فیوری را به جاهای باریک نکشاندیم. او تاکنون فقط یک سخنران بوده‌است.»
جان فاورو بار دیگر در نقش هپی هوگان، بادیگارد و رانندهٔ شخصی استارک ظاهر می‌شود. کلارک گرگ و لزلی بیب نیز مانند گذشته در نقش‌های مأمور فیل کولسن و کریستین اورهارت دیده شدند. جان اسلاتری به عنوان هاوارد استارک، پدر تونی استارک، ظاهر شد و گری شندلینگ نیز در نقش سناتور سترن، کسی که خواهان توقیف زرهٔ استارک است، بازی کرد. پل بتانی بار دیگر جای جارویس، فوق کامپیوتر تونی استارک صداگذاری کرد. اولیویا مان در نقش کوچکی به عنوان چس رابرتز، خبرنگاری که استارک اکسپو را خبرگزاری کرد، و استن لی نیز در این فیلم حضور دارند.
مخبر تلویزیون کریستین امان‌پور و مفسر سیاسی بیل او'رایلی با شخصیت‌های خود در مرد آهنی دیده می‌شوند. آدام گولد استین نیز به جای خود بازی می‌کند. از دیگر شخصیت‌های معروف می‌توان به ایلان ماسک، رئیس شرکت تسلا موتورز و لری الیسون رئیس شرکت اوراکل اشاره کرد. تانوای رید از امیریکن گلادیاتورز نیز در نقش یک نگهبان دیده شد.