Chris Evans 3 lần từ chối vai Captain America: Nhân vật Steve Rogers là tài sản vô giá đối với Marvel và đông đảo người hâm mộ. Được hóa thân thành chàng Đội trưởng Mỹ là vinh dự cho bất kỳ diễn viên nào. Nhưng Chris Evans đã 3 lần từ chối nhận vinh dự này bởi quá áp lực. Nếu The First Avenger thành công, anh sẽ phải “đóng đinh” vào nhân vật Captain America ít nhất là khoảng một thập kỷ nữa với các phần tiếp theo. Điều đó đồng nghĩa với việc anh phải tuân theo hợp đồng và mọi thay đổi về mặt hình ảnh đều phải thông qua hãng phim. Cuối cùng, sau nhiều lần cân nhắc lời khuyên từ hãng và Robert Downey Jr., anh đã gật đầu nhận vai.
Emily Blunt từng từ chối nhận vai Peggy Carter: Nữ diễn viên Hayley Atwell đã mang đến một Peggy Carter tuyệt vời. Nhưng cô vốn không phải là sự lựa chọn đầu tiên của Marvel. Hãng từng gửi lời mời đến Emily Blunt. Vì xung đột lịch trình, ngôi sao của A Quiet Place đã không thể tham gia Captain America: The First Avenger. Điều thú vị là trước đó, cô cũng đã từ chối lời đề nghị trở thành Black Widow. Scarlett Johansson là người thay thế cho suất diễn này.
Chris Evans chỉ được trả thù lao 300.000 USD: Nếu như Robert Downey Jr. nhận được 2,5 triệu USD cho bộ phim đầu tiên về Iron Man thì con số mà Chris Evans nhận được thậm chí còn bèo bọt hơn. Màn trình diễn của anh trong The First Avenger chỉ được trả 300.000 USD. Tất nhiên, ở những bộ phim sau, mức thù lao của Chris Evans đã được nâng lên gấp nhiều lần. Anh nhận được 6,9 triệu USD khi tham gia Avengers: Age of Ultron.
Mất 4 lần quay để tạo ra phiên bản Steve Rogers gầy gò: Hình ảnh đáng nhớ nhất trong The First Avenger là thân hình gầy gò của chàng Đội trưởng Mỹ trước khi được tiêm huyết thanh. Nhà sản xuất phải dùng hiệu ứng hình ảnh để biến Chris Evans từ một người đàn ông có thân hình khỏe mạnh thành một quân nhân gầy trơ xương. Quá trình thực hiện phân cảnh này rất phức tạp. Họ phải quay đến 4 lần mới cho ra hình ảnh chân thực và ưng ý nhất.
Marvel dự định để tài tử Jeff Goldblum đóng vai khách mời: Jeff Goldblum là người đảm nhận vai The Grandmaster – một thành viên của Hội trưởng lão Vũ trụ trong Thor: Ragnarok. Lẽ ra nam diễn viên đã được xuất hiện sớm hơn trong Captain America: The First Avenger. Ông sẽ sắm vai Senator Brandt, người thuyết phục Steve Rogers tham gia vào chuyến lưu diễn USO để đẩy mạnh bán trái phiếu chiến tranh. Nhưng không rõ vì lí do gì mà Jeff Goldblum từ chối. Vai diễn trên sau đó thuộc về Michael Brandon.
Hugo Weaving không thực sự mặn mà với vai Red Skull: Tên phát xít đứng đầu tổ chức H.Y.D.R.A có thể xem là vai phản diện đáng nhớ trong sự nghiệp của Hugo Weaving. Tuy nhiên, sau khi The First Avenger kết thúc, nam diễn viên nhiều lần tiết lộ rằng ông không muốn hóa thân thành nhân vật này thêm lần nào nữa. The First Avenger không phải loại phim mà ông đang tìm kiếm. Đây cũng chính là lí do mà Hugo Weaving không tiếp tục đảm nhận vai khách mời Red Skull trong Avengers: Infinity War.
Baron Zemo và Baron Von Strucker suýt xuất hiện trong The first avenger: Hai gã phản diện của Civil war và Age of Ultron đã định sẽ có mặt trong bộ phim đầu tiên về Captain America. Theo kế hoạch ban đầu, Baron Zemo và Baron Von Strucker sẽ cấu kết với Red Skull. Tuy nhiên, Marvel cho rằng vai trò của hai nhân vật này có thể sẽ không được thể hiện đầy đủ trong The First Avenger. Vì vậy, ý tưởng trên bị loại bỏ khỏi kịch bản chính thức.