Поначалу авторы фильма собирались включить в сюжет Нэмора-подводника и его кузена принца Атлантиды (они должны были появиться в эпизодических ролях), однако позже от этой идеи отказались.
Хьюго Уивинг играет в фильме Иоганна Шмидта. В кинотрилогии «Матрица» (1999, 2003, 2003) он же сыграл агента Смита. Смит — американизированный вариант фамилии «Шмидт».
На пост режиссера «Первого мстителя» изначально был приглашен Джон Фавро, но он предпочел поработать над «Железным человеком». Снять фильм мог также Ник Кассаветис. Луи Летерье был не против поработать над этой картиной, но студия Marvel отказала ему.
На главную роль пробовались: Джон Красински, Майк Фогель, Чейс Кроуфорд, Гаррет Хедлунд, Ченнинг Татум, Уилсон Бетел, Скотт Портер, Майкл Кэссиди и Патрик Флюгер. Рассматривались кандидатуры Леонардо ДиКаприо, Дженсена Эклса, Джон Сина и Мэттью МакКонахи.