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.

Капитан Америка был создан писателем Джо Саймоном и художником Джеком Кирби и впервые появился в комиксе Captain America Comics #1 (март 1941).

Себастьян Стэн рассматривался на роль Капитана Америки, но в итоге получил роль Баки.

Крис Эванс отказывался от роли три раза, прежде чем принять участие. После этого он встретился с режиссером и продюсером, которые убедили его взять на себя роль.

Для подготовки к своей роли Пегги Картер Хейли Этвелл тренировалась шесть дней в неделю.

Элис Ив и Кира Найтли рассматривались на роль Пегги Картер. Эмили Блант отказалась от этой роли.

Во всем мире фильм вышел с полным названием «Капитан Америка: Первый мститель», но только в России, Южной Корее и Украине он появился как «Первый мститель».

Когда Timely Comics начала печатать «Капитана Америку», в адрес создателей комикса стали поступать письма и звонки с угрозами от американских фанатов Гитлера.

Автомобильный дизайнер Даниэль Саймон создал ретромобиль Hydra Schmidt Coupe специально для фильма «Первый мститель». Создавая киноавтомобиль, дизайнер ориентировался на популярные модели конца 40-х годов прошлого века: Mercedes-Benz 540K, Mercedes-Benz G4, Bentley и Duesenberg.

Джо Джонстона выбрали режиссёром за его предыдущие фильмы «Ракетчик» (1991) и «Октябрьское небо» (1999). Что касается фильма «Ракетчик», то это экранизация одноимённого комикса — сочетание приключенческого кино, боевика, фантастики и семейной картины.

Фильм называется «Первый мститель», хотя это последний фильм о мстителе-одиночке, так как за ним в свет вышел фильм о команде супергероев с элементами комедии «Мстители» (Джосс Уидон, 2012).

Одно время утверждалось, будто сценарий к фильму втайне переписал Эдгар Райт (известный британский режиссёр, сценарист, актёр и продюсер), однако сам Райт эти слухи публично опроверг. Начиная с лета 2006 года, Райт работал над сценарием фильма о супергерое «Marvel Comics» «Человек-муравей». В начале июня 2012 года Райт, режиссёр будущего фильма, потратил около недели на съёмки тестовых сцен. Он покинул проект из-за «творческих разногласий со студией» в мае 2014 года. Фильм «Человек-муравей» вышел на экраны в июне 2015 года.

Трое занятых в фильме актёров снимались с Мэттом Смитом в сериале «Доктор Кто» — Тоби Джонс (он исполняет в фильме роль персонажа по имени Арним Зола) сыграл Повелителя Снов, Дэвид Брэдли (играет хранителя в башне) исполнил роль Соломона, а Дженна Коулман, исполнительница роли Конни, сыграла в сериале Клару Освальд.

Дэвид Селф, написавший черновой сценарий к фильму, назвал Капитана Америку любимым супергероем своего детства. «Отец мне когда-то сказал, что однажды я сам стану Капитаном Америка».

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».

Последний фильм производства Marvel Studios, распространением которого занималась компания Paramount Pictures.

События фильма разворачиваются в период между мартом 1942 и маем 1945 года и в 2011 году.

Дэвид Брэдли и Тоби Джонс уже играли вместе в фильме «Гарри Поттер и Тайная комната» (Крис Коламбус, 2002). Там же играл Кеннет Брана, ставший впоследствии режиссёром фильма «Тор» (2011).

На роль Стива Роджерса, он же Капитан Америка, пробовались Дейн Кук, Кевин Джонас и его брат Джо Джонас.

Облик летающей крепости Красного Черепа, появляющейся в конце фильма, многое позаимствовал у Сприггана из игры «Aero Fighters Assault» компании «Paradigm Entertainment» (1997-1998), разработанной на платформе «Nintendo 64».

Хьюго Уивинг и Стэнли Туччи работали в фильмах франшизы «Трансформеры», хотя никогда не появлялись на экране одновременно. В первых трёх фильмах (2007, 2009, 2011) голосом Уивинга говорил Мегатрон, тогда как Туччи появился только в четвёртом фильме (2014).

Журнал «The Hollywood Reporter» сообщил, что кинопробы на роль Пегги Картер проходили Розамунд Пайк и Алекса Давалос.

Имя одного из персонажей фильма, Жак Дернир, переводится с французского как «Джеймс Последний».

Один из поклонников футбольной команды "Нью-Ингленд Пэтриотс" использовал доступные нынешнему поколению технологии и поместил на постер к фильму "Первый мститель" (на нём изображён Капитан Америка, который смотрит на свой щит, и идёт надпись "Месть") лицо квотербека Тома Брэди. Это произошло незадолго до финальной игры за звание чемпиона Национальной футбольной лиги в 2012 году. Команда Брэди всё равно проиграла.

В отличие от других актёров, игравших мстителей в разных экранизациях, Крису Эвансу даже не пришлось проходить кинопробы на роль Стива Роджерса, он же Капитан Америка, — до такой степени авторы фильма был уверены, что он идеально подходит для роли.

Как сказал продюсер Ави Арад: «О Капитане Америка интересно снимать фильмы потому, что это человек из прошлого, оказавшийся в нашем времени. Таким образом, мы видим свой мир глазами человека, который считал идеалом Америку начала 20-го века. Но вот прошло 60 лет, и какими мы стали? Стали ли мы лучше, чем были когда-то?»

Эпизод с Сэмюэлом Л. Джексоном, снятый на Таймс-сквер в Нью-Йорке, служит прелюдией к событиям, разворачивающимся в фильме «Мстители» (Джосс Уидон, 2012).

Почти до самого конца подготовки к съёмкам считалось, что «ГИДРА» будет подчёркнуто нацистской военизированной организацией, члены которой будут носить форму со свастикой. Некоторые намёки на это сохранились в прокатной версии фильма, но кадры, на которых члены «ГИДРЫ» атакуют войска союзных держав, в фильм не вошли.

В первом эпизоде фильма, в котором присутствуют Зола и Шмидт, Шмидт рассматривает фотографии тессеракта, среди которых есть поддельный снимок части знаменитой резной двери церкви в Хиллестаде, Норвегия. На аутентичной двери вырезан герой Сигурд, помогающий кузнецу Регину выковать меч, которым он впоследствии пронзит дракона Фафнира. Зола и Шмидт проводят эксперимент с тессерактом. Позже, когда в казарме доктор Эрскин рассказывает Стиву о Шмидте, сам Шмидт показан на фоне изображения Сигурда, который внимает птице. Та велит ему убить Регина и найти валькирию по имени Брунгильда. История Сигурда является нордическим вариантом истории Зигфрида. Эту оперу Ричарда Вагнера слушает Шмидт. По Вагнеру, Зигфрид рождён в инцесте и является ребёнком двух детей Вотана (Одина).

Джонс говорит Дугану в танке, что три семестра в Говардском университете проучил немецкий, после чего начал заниматься французским. В прокатной версии, вышедшей в Германии, Джонс говорит, что изучал машиностроение в Гарварде, но недолго, потому что студентки там были уж очень несимпатичные.

Когда Старк демонстрирует свою технологию «Reversion», или «Реверс», позади толпы с потолка свисает выкрашенная красным модель ракеты с чёрно-белыми шашечками. Это копия ракеты из вышедших в Бельгии графических романов «Тинтин: Направление — Луна» и «Тинтин: Исследователи Луны» автора Жоржа Проспера Реми, также известного под псевдонимом Эрже (1907-1983).

После устроенной Говардом Старком презентации начинает играть инструментальная аранжировка композиции «Make Way for Tomorrow Today» (автор — Ричард М. Шерман).

Звуковой эффект «крик Вильгельма»: за Роджерсом гонятся на мотоциклах боевики ГИДРЫ, и он вынужден применить огнемёт. Крик раздаётся, когда один из боевиков инстинктивно выворачивает руль, теряет контроль над мотоциклом и вылетает из седла.

Говард Старк осуществляет переброску Капитана Америка за линию фронта самолётом «Beechcraft Model 18». Запущенный в производство компанией «Beech Aircraft Corporation» в 1937 году, этот самолёт широко использовался как армейской авиацией, так и гражданскими компаниями для транспортировки грузов, подвоза снаряжения и эвакуации раненых.

Нил МакДонаф играет солдата 107-го пехотного полка. В мини-сериале «Братья по оружию» (2001) актёр исполнил роль лейтенанта 506 парашютно-десантного полка 101-й воздушно-десантной дивизии США, который тоже сражался в Европе в годы Второй мировой войны.

Томми Ли Джонс, играющий полковника Филлипса, исполнил роль Двуликого (он же Харви Дент) в фильме «Бэтмен навсегда» (Джоэл Шумахер, 1995). В кроссовере 1996 года Капитан Америка издательства «Marvel Comics» и Бэтмен издательства «DC Comics» сошлись в схватке.

В начале фильма Красный Череп носит маску, которая ничем не отличается от его внешности до принятия сыворотки «суперсолдата». В какой-то момент он снимает маску, и зрителю открывается кожа лица — красная и словно обожжённая (о чём Красный Череп, кстати, и говорит). В фильме ««V» значит Вендетта» Хьюго Уивинг носит маску Гая Фокса по нескольким причинам, и одна из них заключается в необходимости скрыть ожоги. (Гай Фокс — английский дворянин-католик, самый знаменитый участник «Порохового заговора» против короля Якова I в 1605 году. Дизайн маски Гая Фокса был разработан в 1982 году, с тех пор она превратилась в Интернет-мем и символ протестного движения.)

Отталкивающая внешность Красного Черепа объясняется тем, что его организм отверг сыворотку, которая сделала его ещё более безумным, чем прежде. То же самое произошло в боевике «Невероятный Халк» (Луи Летерье, 2008) с Эмилем Блонским, когда гамма-излучение превратило его в Мерзость.

В конце фильма Говард Старк находит тессеракт и делает чертежи этого артефакта, которые его сын Тони станет просматривать в середине фильме «Железный человек 2» (Джон Фавро, 2010).

В фильме Баки незадолго до падения в ущелье действует щитом Капитана Америка. В комиксах Стива Роджерса убивают, и Капитаном Америка становится Баки.

Во время поисков тессеракта в начале фильма Иоганн Шмидт убивает в Норвегии его хранителя, и на значок, свидетельствующий о принадлежности Шмидта к организации «ГИДРА», попадают брызги крови. Кровь попадает исключительно на изображённый на значке череп, словно поясняя зрителю, что перед ним — Красный Череп.

Первое в фильме появление доктора Арнима Золы (на экране телевизора) служит напоминанием зрителю, как этот персонаж изображали в комиксах. В «классическом» изображении Зола — это сохранившее сознание туловище без головы, с видеоэкраном на груди, куда выведено изображение его лица. Когда Зола собирает бумаги перед тем, как Красный Череп взрывает базу, на листах видны чертежи этого тела, словно предваряя появление этого персонажа в нашем времени. Это и происходит в фильме Энтони и Джо Руссо «Первый мститель: Другая война» 2014 года.

Ричард Армитедж страдает гидрофобией (боязнью утонуть), поэтому эпизод, в котором подводная лодка наполняется водой, был снят всего за три дубля.

Джо Джонстон был художником фильма Стивена Спилберга «Индиана Джонс: В поисках утраченного ковчега» (1981), на что в картине «Первый мститель» (2011) есть некоторые ссылки:

- тессеракт «поглощает» Красного Черепа почти так же, как ковчег убил нацистов в фильме об Индиане Джонсе;

- в схватке с Капитаном Америка один из агентов «ГИДРЫ» гибнет, попав под пропеллер самолёта;

- держа в руках тессеракт, Иоганн Шмидт, или Красный Череп, отмечает, что «... а Гитлер в это время гоняется по пустыне за побрякушками».

При посещении Всемирной выставки в начале фильма Баки говорит Стиву: «Нас ждёт будущее», — предвосхищая путешествие Стива Роджерса в будущее в конце фильма.

В эпизод, где Стив Роджерс, которому уже ввели сыворотку «суперсолдата», преследует агента «ГИДРЫ», включена сцена с дверцей такси. Машина принадлежит автопарку компании «Lucky Star Cab Company», чьим фирменным знаком является звезда, вокруг которой идёт название компании. Похожий графический дизайн будет на щите из арсенала Капитана Америка, которым станет Стив.

Во время тура, в который отправился Стив Роджерс для сбора средств на военные действия и продвижения военного займа, в кинохронике показан горящий танк. Это американский танк М5 «Стюарт» с нарисованными на бортах немецкими опознавательными знаками. Так при съёмках фильмов поступали в Голливуде в 1940-х годах, — не имея для съёмок немецких танков, перекрашивали американские.

Когда Стив Роджерс врывается на Таймс-сквер, где его окружают агенты «ЩИТА», позади Ника Фьюри видна реклама мороженого «Баскин Роббинс». В одном из заведений «Баскин Роббинс» Скотт Лэнг, или Человек-муравей, найдет работу по выходе из тюрьмы в супегеройском боевике «Человек-муравей» (Пейтон Рид, 2015).

Красный Череп, роль которого исполнил Хьюго Уивинг, разыскивает таинственный артефакт в форме куба. В фантастическом боевике «Трансформеры» (Майкл Бэй, 2007) Уивинг озвучил Мегатрона, злодея, который ищет прилетевший из космоса аналогичный предмет (Великую Искру). Роль доктора Авраама Эрскина в фильме «Первый мститель» (Джо Джонстон, 2011) играет Стэнли Туччи. В фильме «Трансформеры: Эпоха истребления» (Майкл Бэй, 2014) Стэнли Туччи сыграет учёного. Тот создаст Гальватрона, главного десептикона-прототип, в котором будет присутствовать разум Мегатрона.

Во время эпизода на Всемирной выставке зритель видит человека в стеклянном цилиндре. Это Человек-факел, персонаж комиксов, который будет сражаться на стороне Капитана Америка.