《复仇者联盟3：无限战争》的主要演员及对应角色如下：
克里斯·埃文斯 饰 斯蒂夫·罗杰斯（美国队长）复仇者们的精神领袖，在《美国队长2》中直面神盾局黑暗内幕后，努力融入现代社会。
克里斯·海姆斯沃斯 饰 托尔（雷神）来自神域的雷神，重回复仇者联盟并承担保护地球的重任，是队伍的道德标杆。
斯嘉丽·约翰逊 饰 娜塔莎·罗曼诺夫（黑寡妇）性感且危险的女特工，以矫捷的身手和机敏的头脑成为超级英雄，尽管没有超能力。
马克·鲁法洛 饰 布鲁斯·班纳（绿巨人/浩克）复仇者联盟的“非秘密武器”，接受浩克身份后成为重要成员，随时准备变身。
乔什·布洛林 饰 灭霸泰坦星人，卡摩拉的养父，主张通过消灭宇宙一半生命维持平衡，收集6颗无限宝石对抗复仇者。
查德维克·博斯曼 饰 特查拉（黑豹）非洲国家瓦坎达的国王，带领部落人民对抗灭霸及其手下，保护幻视的心灵宝石。
汤姆·赫兰德 饰 彼得·帕克（蜘蛛侠）美国高中生，被放射性蜘蛛咬伤后获得超能力，在战斗中获得钢铁侠设计的新装备。
