Эдвард Нортон был первоначально утвержден на роль Халка, но переговоры между ним и Marvel Studios не увенчались успехом. В итоге Нортон был заменен Марком Руффало.

Первый фильм Marvel, дистрибьютором которого стала Walt Disney Pictures.

Прежде чем Марк Руффало снялся в роли Халка, ходили слухи о возможном претенденте на эту роль — Хоакине Фениксе.

Морена Баккарин, Джессика Лукас, Мэри Элизабет Уинстэд и Коби Смолдерс проходили кастинг на роль агента Марии Хилл. В итоге роль досталась Коби Смолдерс.

Лу Ферриньо озвучивает Халка в этом фильме. Он играл Халка практически во всех экранизациях с 1978 года: Халка в сериале «Невероятный Халк» (1978-1982) и в трёх последующих за ним телевизионных программах, и так же он озвучивал Халка в фильме «Невероятный Халк» (2008). В фильме «Халк» (2003) он снялся в эпизодической роли охранника, и в этой же роли он снялся в «Невероятном Халке» (2008). Помимо этого он озвучивал Халка в различных анимационных экранизациях.

Крису Хемсворту пришлось расширить свой диетический рацион, чтобы сохранить телосложение для роли Тора.

Марк Руффало описывает Брюса Баннера как «парня, который борется с двумя различными сторонами себя, темной и светлой, и все что он делает в своей жизни проходит через фильтр самоконтроля». Кроме того он описывает альтер эго Баннера – Халка как «неуправляемого — ни один из их команды не уверен в том, что хочет иметь такого соратника. Это как бросить гранату в центр группы людей и надеяться, что всё будет хорошо».

Марк Руффало лично изображал Халка при помощи виртуальных камер захвата движения. В предыдущих экранизациях Баннера и Халка играли разные люди (Билл Биксби и бодибилдер Лу Ферриньо), либо Халка добавляли в фильм при помощи компьютерной графики.

Продюсер Кевин Файги сравнивает фильм с «Трансформеры 3: Тёмная сторона Луны» (2011): «Он установил стандарт для уровня сногсшибательности и масштабности. Мы работаем, чтобы попытаться превзойти это».

Для Марка Руффало было большой честью то, что он перенял роль Брюса Баннера от его друга Эдварда Нортона: «Эд передал мне эту роль, и я отношусь к ней, как к Гамлету моего поколения».

Организация по Науке и Развлечениям (The Science and Entertainment Exchange) давала консультации для этого фильма.

По словам Джосса Уидона фильм подвергся большому влиянию комиксов «Мстители» 1960-х годов, фанатом которых был и он сам пока рос: «В тех комиксах эти люди не должны быть даже в одной комнате, не говоря уже об одной команде – и это и есть определение семьи».

Команда людей, задействованных в «Мстителях», включает в себя необычайно высокое число номинированных на премию «Оскар» для фильма снятого по комиксам: Роберт Дауни мл., Гвинет Пэлтроу, Сэмюэл Л. Джексон, Джереми Реннер, Марк Руффало, режиссер Джосс Уидон, оператор Шеймас МакГарви, и многие другие. Это превосходит фильмы «Железный человек 2» (2010) и «Железный человек» (2008), каждый из которых имеют по четыре номинанта.

Несмотря на то, что студия Paramount Pictures не имела участия ни в производстве фильма, ни в области маркетинга или распространения, их логотип все еще появляется в рекламе. И, несмотря на то, что Disney выкупила права на распространение фильмов Marvel у Paramount (с тех пор как Marvel стала частью компании Disney), последняя все еще получает часть гонораров за эти проекты. Никакого упоминания о Disney нет вплоть до окончания финальных титров, где «Walt Disney Studios Motion Pictures» отмечается как дистрибьютор фильма.

Для показа в кинотеатрах фильм после съемок был конвертирован в 3D.

Тони Старк описывает свою группу как «Могучие герои Земли». Эта фраза появлялась в комиксах «Мстители» с момента публикации в 1963 году. Также эта фраза была использована в качестве подзаголовка к сериалу «Мстители: Могучие герои Земли» (2010).

Это второй раз, когда Брюс Баннер/Халк и Тор появились вместе в одном фильме. Впервые это произошло в фильме «Невероятный Халк: Возвращение» (1988).

По словам режиссера Джосса Уидона оригинальная версия фильма имела продолжительность более трех часов. Около 30 вырезанных минут будут включены в релиз на DVD, большинство из них посвящены Стиву Роджерсу (Капитан Америка). Уидон рассказал, что в одной из таких сцен показывается, как Роджерс пытается приспособиться к современному миру в своих апартаментах в Бруклине, а в другой демонстрируется воссоединение Стива Роджерса с Пегги Картер, его возлюбленной из фильма «Первый мститель» (2011).

Том Хиддлстон в интервью газете «The Guardian» рассказал, что кодовое название фильма на начальной стадии его создания было «Group Hug».

Сэмюэл Л. Джексон в роли Ника Фьюри в этом фильме стал вторым актером после Хью Джекмана (который появлялся во всех фильмах о Людях Икс), кто сыграл одного и того же супергероя комиксов в пяти различных фильмах.

В комиксах Читаури также упоминаются как Скруллы. Использование названия Читаури вместо более популярного Скруллы вызвано юридическими сложностями с Fox Studios, которой принадлежат права на «Фантастическую четверку» (2005). На момент съемок, Fox владела правами на все версии фильма «Фантастическая четверка» и связанных с ним персонажей (на Скруллов в том числе), таким образом, Marvel/Disney пришлось назвать пришельцев Читаури, чтобы не нарушать соглашение с Fox.

Тор проводит большую часть фильма в броне Асгарда, но с голыми руками — это дань его ранним появлениям в комиксах.

Во время работы над комиксом «Ultimates» Марк Миллар попросил художника Брайана Хитча ориентироваться на внешний вид актёра Сэмюэля Л. Джексона. До этого Ник Фьюри был копией «классической версии» (белый мужчина с густыми, слегка седеющими волосами), затем было решено сделать персонажа чернокожим, но каждый художник рисовал его по-своему. Когда Сэмюэл Л. Джексон, будучи большим фанатом комиксов, увидел на страницах персонажа похожего на себя, был очень польщён и при первой же возможности вызвался играть Фьюри на экране. В Marvel нисколько не возражали, так как это лишало студию проблем с кастингом и создавало угодные фанатам отсылки к комиксам. В 2014 чернокожий Ник Фьюри появился и на страницах классических комиксов (вернее Николас Фьюри младший, один из внебрачных сыновей белокожего Ника), вместе с агентом Коулсоном, ввиду своей большой популярности среди фанатов и для большего сходства комиксов с фильмами.

Капитан Америка в фильме является одним из основателей. Он был разморожен в комиксе Avengers #4, когда его случайно нашли во время поисков Нэмора (Namor the Sub Mariner).

Чтобы подготовиться к роли агента Клинта Бартона (Соколиный глаз), Джереми Реннер обучался у Олимпийских лучников.

Чтобы добавить реализма сражению в сцене нападения на Нью-Йорк, были наняты 25 человек из 391-го батальона военной полиции Огайо.

Боевой клич Мстителей — «Avengers Assemble» так и не был произнесен на протяжении всего фильма. Однако Крис Эванс использовал его в текстовых сообщениях, чтобы собрать актерскую команду для совместного отдыха после съемок.

Сцены на открытом воздухе, которые должны были сниматься в Германии, но были сняты в центре Кливленда, показывают многочисленные исторические достопримечательности Кливленда, в частности: Tower City, Higbee Building & Casino, Renaissance Building и the Soldiers & Sailors Monument.

Уже после премьеры, когда снимали дополнительные сцены, Крису Эвансу пришлось носить специальную накладку, чтобы скрыть волосы на лице которые он отрастил для фильма, в котором снимался в тот момент. Его даже заставили частично закрыть лицо руками.

Место на корабле, где находится лаборатория Баннера, упоминается в военно-морской архитектуре, как колодезная палуба, защищенное место стыковки, которое обычно используется для запуска небольших лодок или катеров на воздушной подушке для перевозки войск на берег.

Все сцены, снятые в штате Огайо, изначально планировали снимать в штате Мичиган. Съемки были перенесены в Огайо, когда выяснилось, что в Мичигане собрались отменить возврат налогов за киносъемки.

Первый фильм, получивший прибыль в 200 млн. долларов, за первые три дня показа в США.

Элисон Хэннигэн, партнер Коби Смолдерс по сериалу «Как я встретил вашу маму» (2005), предложила режиссеру Джоссу Уидону, чтобы он взял Смолдерс на роль Марии Хилл. Хэннигэн так же работала с Уидоном в сериале «Баффи – истребительница вампиров» (1997-2003).

Футболка Тони Старка с тура Black Sabbath 1978 года. Это был последний тур группы с Оззи Осборном в качестве вокалиста, с многообещающей в то время группой Van Halen на разогреве. Группа Black Sabbath хорошо известна благодаря их песне «Iron Man». И хотя изначально песня никак не была связана с героем комиксов Marvel, она ещё с тех пор упоминается в комиксах.

Одномоторные истребители являются компьютерной визуализацией моделей F-35 корпорации Локхид Мартин. F-35 появляются в нескольких сценах, включая момент, где самолет переходит от горизонтального полета к режиму висения с поворотом вектора тяги, для стрельбы 25-мм орудием. F-35 все еще находятся в разработке и не будут иметь даже базовой боеспособности до конца 2015 года.

Родстер Acura Тони Старка не является ни концепт-спорткаром автосалона 2012, ни прототипом гибрида следующего поколения спорткара Acura 2015 года. Она была разработана специально для фильма главным конструктором Honda North America Дейвом Мареком. Основой для машины послужил спорткар 1991 года из Аризоны с 252000 миль пробега. Интерьер машины в фильме практически шаблонный, и имеет оригинальный кассетный плеер на панели.

Марк Руффало является единственным актером на 2012 год, кто играл как Халка, так и Брюса Баннера в одном фильме. Технически, оба – Эрик Бана и Эдвард Нортон проделали работу по захвату движений для соответствующих им Халков. Но Руффало первый актер, играющий Халка вживую на съемочной площадке, с использованием метода захвата движения.

«Мстители» стал одним из одиннадцати фильмов собравшим более 1 миллиарда долларов по всему миру. Для Marvel это первый фильм с такими большими сборами.

Аманда Пит рассматривалась на роль агента Марии Хилл.

В финальных титрах фильмов «Тор» (2011) и «Мстители» (2012) можно увидеть «спасибо» Ральфу Маччио. Эта благодарность не для актера из фильма «Парень-каратист» (1984), а для человека с таким же именем, который был писателем Marvel в 1980-х.

Эпизодическая роль Стэна Ли: старик дающий интервью в конце Нью-Йоркского сражения.

Том Хиддлстон рассказывает, что Локи вырос с момента событий в «Торе»: «Как приятен должен быть такой опыт, как исчезнуть во временном тоннеле, который был создан при помощи некого ядерного взрыва сделанного собственноручно? Я думаю, что к тому времени, когда Локи появляется, он повидал многое и думает уже о более важных вещах, чем просто о брате и Асгарде…».

Читаури, злодейская инопланетная раса этого фильма, были главными злодеями первой части комиксов «The Ultimates». Впоследствии Локи был одним из главных злодеев во второй части тех же комиксов, хотя его появление не имеет ничего общего с Читаури.

Логотипы Marvel Studios и Paramount Pictures показываются внутри тессеракта.

Фильм снят в необычном для такого приключенческого фильма, как этот, соотношении сторон экрана — 1.85:1. Это было необходимо для корректного изображения разного роста главных героев таких, как Чёрная вдова, которая намного ниже других персонажей картины.

Финальная сцена была добавлена после того, как Роберт Дауни мл. поспособствовал изменению предыдущей сцены. В оригинале, после того как Тор срывает маску Железного человека с лежащего без сознания Тони Старка, только что упавшего обратно на Землю, Тони приходит в себя и спрашивает: «Что дальше?». Роберт Дауни мл. посчитал, что этот момент может быть более интересным, и так родилась идея похода в местный ресторан с шаурмой. Сцена была добавлена через два дня после премьеры в Голливуде.

Локи описывается как король в мире, из которого он пришел. Вскоре после этого показывается, как он появляется в Штутгарте, чтобы получить доступ к запасам иридия в лаборатории, в сопровождении одурманенного Соколиного Глаза. Когда Мстители спрашивают о местонахождении Локи, он говорит, что находится на «22 Кёнигштрассе». Кёниг по-немецки означает «король».

После того как Тор забирает Локи с Квинджета (Quinjet) вниз на склон горы, два больших ворона пролетают мимо них, пока они говорят. В скандинавской мифологии, у их отца, Одина, было два ворона, Думающий (Huginn) и Помнящий (Muninn), которые приносили Одину информацию из Мидгарда (Земля).

В конце фильма, когда ролик новостей с официанткой появляется на экране компьютера Ника Фьюри, запись помечена как ЩИТ, файл А113. «А113» — ссылка на номер комнаты графического дизайна Калифорнийского института искусств.

Локи приводит Читаури на Землю, чтобы помочь ему захватить ее, это заставляет сформироваться отряд Мстителей для предотвращения этого. Это полностью соответствует комиксам, где Локи был виновником ряда катастроф, которые собрали вместе Мстителей (кстати, это произошло в самом первом выпуске серии одноименных комиксов).

Во время финальной битвы разрушается практически весь логотип компании с башни Старка, остается только освещенная буква «А» в конце фильма. Это тонкий намек (на возможный сиквел) на комикс, где штаб-квартирой Мстителей стало гигантское строение, изображаемое как здание в форме буквы «А» или, как небоскреб с гигантской буквой «А» на его вершине.

Персонаж, с которым Другой разговаривает в сцене после титров, это Танос — Безумный Титан, главный суперзлодей во вселенной Marvel. Он – убийца космических масштабов, который буквально влюблен в воплощение Смерти, которая и является причиной его улыбки на фразе «судиться со смертью».

В самом конце титров есть финальная сцена. Ранее в фильме Тони Старк шутит, что он хочет попробовать шаурму, даже, несмотря на то, что он не знает что это такое. И в финальной сцене они сидят в ресторане, где около 30 секунд молча едят шаурму, поглядывая друг на друга.

Во время сцены в Штутгарте показаны несколько зеленых полицейских машин. Однако, в Баден-Вюртемберге (столицей которого является Штутгарт) полицейские машины окрашены в синий цвет. Кроме того, мигалки на немецких полицейских машинах синие, а не желто-оранжевые.

Когда доктор Баннер впервые встречается с Агентом Романофф в сарае, есть кадр, где она говорит, а ее отражение в небольшом зеркале позади Баннера нет.

Когда один из операторов возобновляет игру в Galaga, использован звук характерный для вражеского корабля, пытающегося захватить корабль игрока. А в фильме этот звук использован во время обычной игры.

Почти в конце сцены драки Железного Человека с Тором, когда появляется Капитан Америка и пытается убедить Тора остановиться, ясно видно, что, когда Железный Человек попал под молот Тора, он падает на землю в 10 или 20 метрах от Тора. Затем, когда Тор атакует Капитана Америку, Капитан блокирует удар своим щитом, и мы видим, как Тор отлетает метров на 5 от него. После этого три героя встают, но теперь они гораздо ближе друг к другу, чем можно было ожидать. Это особенно заметно по Железному Человеку, который стоит прямо рядом с Капитаном Америкой.

После того, как капитан Америка берет очередную боксерскую грушу с пола, видно, что она новая и не обмотана лентой. Однако, в следующем кадре снизу, эта лента уже есть. На всех остальных кадрах она так же без ленты, как и в начале.

Когда Капитан Америка и Агент Колсон прилетают на корабль, на общем плане, во время посадки видно как крылья их транспорта складываются. В следующем кадре, когда Капитан Америка высаживается, крылья вытянуты.

Агент Хилл преследует Соколиного Глаза и стреляет в него через лобовое стекло со своей стороны водителя, оставляя отверстие размером с грейпфрут, а секундами позже отверстие со стороны пассажирского кресла.

В кадре, где Тони Старк на борту корабля в конференц-зале с Ником Фьюри и Стивом Роджерсом (и еще раз, когда он стоит в баре в башне Старка и разговаривает с Локи), свечение от дуги реактора в его груди не видно через футболку Black Sabbath. Но оно заметно, когда он в той же футболке находится в лаборатории с доктором Баннером.

Когда Брюс Баннер впервые появляется на мостике корабля, он снимает пиджак, складывает и прижимает его рукой, а в следующем кадре пиджак накинут на руку.

Во время нападения на Нью-Йорк, когда только начинают взрывать машины, можно видеть приводящий их в движение кабель, прикреплённый к одной из машин, в момент, когда она переворачивается.

Полицейская машина в Штутгарте показана моделью BMW 3-серии. Полиция в Баден-Вюртемберге ездит только на Mercedes Benz или Porsche. Полиции разрешается водить машины только этих компаний, с того момента, как их головные офисы расположились на этой земле Германии.

В самом начале фильма, когда допрашивают Черную Вдову, показывают рекламный щит с предполагаемыми надписями на русском. На самом деле написанное не имеет смысла и представляет собой просто набор случайных букв кириллицы. Кроме того, локомотивы поездов, которые можно видеть в кадре, все новые американские магистральные товарные поезда, и никогда не использовались ни в России, ни в Восточной Европе в целом.

В титрах название компании NAMCO Bandai написано с ошибкой — NAMECO Bandai.

Когда самолет с Локи вот-вот должен приземлиться на корабль видно управляющего диспетчера. В следующем общем плане сверху его уже нет.

В конце фильма, когда мстители отражают атаку инопланетян, Тони Старк стреляет в щит Капитана Америки, который гипотетически должен поглощать все колебания, а луч отражается от него как от зеркала.

В фильме говорится, что иридий излучает антипротоны, что является полным абсурдом как с точки зрения физики, так и логики, так как он бы самопроизвольно аннигилировал с выделением невообразимого количества энергии.

Черная вдова и Капитан берут с собой Соколиного глаза на финальное сражение потому, что он умеет пилотировать «Jet». Ранее, во время ареста Локи, «Jet» пилотирует Вдова и Соколиный глаз им был не нужен.