В главных ролях:

Роберт Дауни мл.
Скарлетт Йоханссон
Сэмюэл Л. Джексон
Микки Рурк
Пол Беттани
Гвинет Пэлтроу
Сэм Рокуэлл
Джон Фавро
Дон Чидл
Оливия Мунн

    *  Аль Пачино рассматривался на роль Джастина Хаммера.
    * Фэнн Вонг и Чжан Цзыи рассматривались на роль Румико Фуджикавы.
    * Эмили Блант должна была сыграть Черную Вдову, но ей пришлось отказаться от роли из-за занятости на «Путешествиях Гулливера» (2010).
    * Геннадий Тартаковский сделал раскадровки к экшн-сценам фильма.
    * Микки Рурк посоветовал, чтобы его персонаж частично говорил на русском.
    * Роберт Дауни-мл. порекомендовал Джастина Теру Джону Фавро в качестве сценариста фильма.
    * Первый сиквел, спродюсированный студией Marvel Studios.
    * Первый сиквел Джона Фавро и как режиссера, и как актера.
    * Дон Чидл заменил Терренса Ховарда в роли Роуди, после ухудшения отношений между Терренсом и студией Marvel Studios.
    * Хлыст (Микки Рурк), как он изображен в фильме, – сочетание двух злодеев Железного человека – Хлыста, владеющего специальным хлыстом, и Кримсон Динамо, носящего броню, контролирующую электричество.
    * Сэмюэл Л. Джексон, появившись в первом фильме в роли Ника Фьюри, перед началом съёмок второй части заключил уникальную сделку с Marvel Studio, согласно условиям которой он появится в девяти фильмах в образе Ника.
    * Скарлетт Йоханссон настолько сильно хотела получить роль Черной Вдовы, что покрасила волосы в рыжий цвет, еще до того как её утвердили на роль.
    * По словам Дона Чидла, он пытался сыграть Роуди по-своему, однако, в конце концов, большую часть образа он скопировал с Терренса Ховарда.
    * Для роли Черной Вдовы Скарлетт Йоханссон усиленно тренировалась шесть недель до начала съёмок и продолжала тренировки на протяжении шестимесячного съёмочного периода.
    * Сэм Рокуэлл, сыгравший Джастин Хаммера, рассматривался на роль Тони Старка в первой части.
    * В комиксе Джастин Хаммер – пожилой человек, однако для фильма его специально «омолодили», чтобы он лучше подходил на роль соперника Тони Старка.