角色介紹
鋼鐵俠
演員小羅伯特·唐尼
配音淩雲
美國億萬富翁與軍火制造商，以他獨特的生活方式與其聰明才智及天才發明家，擁有賦予他超人力量，超人耐力，飛行能力與多種武器的動力裝甲。此盔甲是由他設計並大多數時間都是由他穿戴的。
滅霸
演員喬什·布洛林
配音張聞天
泰坦星人，卡摩拉的養父。掌握著宇宙強權，主張宇宙資源珍貴，需要消滅宇宙壹半的生命，以此維持宇宙的平衡關系，他請矮人王制作無限手套，收集6顆無限寶石，對戰復仇者聯盟。
美國隊長
演員克裏斯·埃文斯
配音金永鋼
因為《美國隊長3：內戰》中的舉動變成了通緝犯，在滅霸搶奪心靈寶石時，帶領黑寡婦、獵鷹回歸復仇者聯盟，並帶著黑寡婦、獵鷹、戰爭機器、班納博士、幻視、緋紅女巫來到瓦坎達壹起對抗滅霸。
雷神托爾
演員克裏斯·海姆斯沃斯
配音範哲珅
雷神托爾和其他仙宮諸神壹樣，托爾較凡人更為高大，並且身體密度為凡人的三倍，因此具有更強的抗擊打能力,並且對病毒、輻射、毒氣等攻擊免疫。托爾有大地母神弗麗嘉的血統，因此比其他的仙宮諸神更為強壯。他具有超凡的力量和速度，並且可以長時間地戰鬥而不感到疲勞。他可以不攜帶任何裝備而自由進入深海和太空。
奇異博士
演員本尼迪克特·康伯巴奇
配音馮盛
史蒂芬·斯特蘭奇曾是壹名出色的外科手術專家，直到壹場車禍嚴重損害了他的神經，影響了他靈巧的手指，之後遠赴東方機緣巧合成為了壹名神秘魔術大師，之後接任成為至尊法師，保護地球不被魔法和神秘力量侵襲。
星爵
演員克裏斯·帕拉特
配音張震
混血天神，銀河護衛隊的隊長，卡魔拉的男友。放浪不羈、瀟灑悠遊。在宇宙中遨遊時，遇到被滅霸慘虐的雷神，之後帶領銀河護衛隊阻止滅霸收集現實寶石。
綠巨人/布魯斯·班納
演員馬克·魯法洛
配音張雲明（浩克）
；郭盛（班納）
科學家布魯斯.班納在壹次意外中為了保護別人而受到伽馬射線輻射成為綠巨人，只要情緒不穩定或憤怒時就會變身。布魯斯.班納受到軍方通緝而多年逃亡在外，尋找控制自己情緒的方法。在復仇者聯盟1中，他加入了復仇者聯盟。
黑寡婦
演員斯嘉麗·約翰遜
配音季冠霖
娜塔莎十歲時，斯大林親自下令，將她交給間諜塔拉斯·羅曼諾夫，作為塔拉斯的“女兒”進行培養。她跟著養父學會了許多格鬥與間諜技巧。
黑豹
演員查德維克·博斯曼
配音金永鋼
本名提哈拉（T'Challa），是非洲國家瓦坎達（Wakanda）的國王，也是復仇者聯盟成員，妻子是X戰警成員暴風女。此外，黑豹還是第壹位在主流美國漫畫公司登場的非諷刺黑人英雄。
蜘蛛俠
演員湯姆·赫蘭德
配音楊天翔
彼得·帕克在壹次課外活動中意外被壹只放射性蜘蛛咬傷後，獲得蜘蛛壹般的特殊能力：蜘蛛感應、幾十噸的蜘蛛力量、吸附能力、超人般的耐力、反應、敏捷和速度以及快於常人的自愈能力。有壹次他放過了壹個小毛賊，而那個人在壹場搶劫中殺害了他的本叔叔，使他充滿了自責，意識到“能力越大，責任越大”於是決定成為蜘蛛俠。
卡魔拉
演員佐伊·索爾達娜
配音張麗敏
星爵的女友，也曾是滅霸的養女，在邪惡養父的教養下有“宇宙最危險的女人”的稱號。後加入銀河護衛隊維護世界和平，並與隊長星爵相戀。她是唯壹知道靈魂寶石所在的人，也是滅霸最愛的人。
緋紅女巫
演員伊麗莎白·奧爾森
配音馬小驥
緋紅女巫在電影中是快銀的雙胞胎妹妹（比快銀晚出生12分鐘），因與哥哥參與九頭蛇的秘密試驗並被洛基權杖上的寶石賦予的超能力，後加入復仇者聯盟。
幻視
演員保羅·貝坦尼
配音張震
在電影中改編為是鋼鐵俠設計的人工智能管家“賈維斯”的升級版本（並非賈維斯），身體是奧創用再生搖籃制造，生命來源來自於洛基權杖上的心靈寶石，在布魯斯·班納和托尼·史塔克上傳賈維斯的意識後、由托爾的雷神之錘放電激活完成。因為心靈寶石的原因，所以能夠舉起雷神之錘，後加入復仇者聯盟。
戰爭機器
演員唐·錢德爾
配音高增誌
羅迪是鋼鐵俠托尼·斯塔克的好友、壹名美軍上校，也是美國陸軍武器開發部的部長，還是斯塔克工業與美國軍隊的中間人。裝甲是由托尼的馬克2為原型在美國政府的協助下將此裝甲的攻擊系統加以改進，羅迪穿上了它，從此化身戰爭機器，與鋼鐵俠並肩作戰。
螳螂
演員龐·克萊門捷夫
配音馬小驥
全名不詳，化名Mandy
Celestine，出身越南，被隱居在那裏的外星帝國克裏的高僧撫養長大。螳螂被訓練成格鬥高手並被選擇為“聖母”，與壹個高等進化的植物種族結合誕生新生命體。她的超能力多樣化，可以和植物交流、在太空中生存、轉移生命形態、發射能量爆炸、形成能量場等等。
毀滅者德拉克斯
演員戴夫·巴蒂斯塔
配音張瑤函
毀滅者可以稱為銀河浩克，有著和綠巨人壹樣的大塊頭，還擁有超人類體能，幾乎可以抵禦壹切物理攻擊，他的主要武器是雙刀。他可以飛行和發射能量波（後來毀滅者失去這兩種技能），在沒有水和食物的情況下，毀滅者也能在外太空生存。
火箭浣熊
演員-
配音布萊德利·庫珀（英語）
；趙震（普通話）
火箭浣熊來自於壹座由動物護士照看的外星瘋人院中，是被高度機械改造的動物之壹。最先到達這顆名叫“Half
world”星球的外星生物建造了這座瘋人院做研究，卻因為經費的原因不了了之。離開之前他們留下了眾多擁有人工智能的機器人留下照顧這些病號，並建立了能量場保證病人的安全。
格魯特
演員-
配音範·迪塞爾（英語）
；張雲明（普通話）
格魯特是X行星的花神巨像族，他擁有無窮的力量，極度地聰明也可以控制樹木，並融合樹木治愈自己的傷口、獲取營養和增強力量，也不怕火。原作中與火箭浣熊感情很好，電影版中為火箭浣熊的好友兼保鏢。格魯特，在漫畫中與毀滅者壹樣，是自己星球的幸存者，差別在於，格魯特是X行星上的君主。
獵鷹
演員安東尼·麥凱
配音張震
山姆·威爾遜是前美國傘兵，在華盛頓的退伍軍人服務處工作。在他的軍旅生涯裏，山姆參與了軍方秘密開發、使用壹種雙翼背包系統進行空戰的工程。獵鷹以自己出色的能力加入美國隊長及黑寡婦，成為了他們的可靠盟友。
冬日戰士
演員塞巴斯蒂安·斯坦
配音郝翔海
青少年時期的巴基·巴恩斯（Bucky Barnes）是美國隊長的夥伴。壹次任務中（追殺紅骷髏）他為救隊長自己拿起美隊的盾牌抵擋敵人卻被打下山崖，後被敵方救起。前蘇聯政府為他裝上了機械電子手臂和進行了人體改造，把巴基訓練成了盲目效忠的殺手“冬日戰士”。
奧克耶
演員達娜·古瑞拉
配音劉芊含
皇家護衛隊隊長，黑豹的親信，國防指揮官的所愛。在埃裏克與國防指揮官對外宣戰做準備時，以出人意料的方式成功救場。
星雲
演員凱倫·吉蘭
配音陸皓婕
星雲和卡魔拉壹樣曾是滅霸的養女，滅霸將她們當作武器培養，二人在相互競爭中壹起長大。她壹直對自己的姐姐卡魔拉懷有深深的憎惡。
王
演員本尼迪特·王
配音藤新
王是卡瑪泰姬收藏大量神秘圖書的圖書館管理員，他不僅要決定誰才值得翻閱古壹法師的私人藏書，還要防止神聖的咒語落入邪惡之手。王為人謙遜安靜，也從不犯錯。如果有人想偷圖書館的藏書，壹定要先通過王這道關。
蘇睿公主
演員萊蒂希婭·賴特
配音馬小驥
特查拉同父異母的妹妹，最愛的地方是她自己的實驗室，為瓦坎達的黑科技做出很多貢獻，不僅更新了黑豹的戰衣，使其具有吸收並釋放動能的功能，還給自己制作了兩個黑豹式能量手炮。
洛基
演員湯姆·希德勒斯頓
配音商虹
洛基和托爾壹起長大，調皮狡猾，擅長變化和欺騙。盡管他很喜歡這個寬容他所有惡作劇的哥哥，但同時也嫉妒托爾壹直受奧丁重視、受眾神愛戴，而自己被眾神忽視。所以他在托爾的加冕儀式上把奧丁的宿敵——冰霜巨人放了進來，破壞了托爾的加冕儀式，使得托爾沒能當上國王。同時也是復仇者聯盟第壹戰主要對手。