Joe Johnstont a Rocketeer (1991) és az Októberi égbolt (1999) című korabeli filmeken végzett munkája miatt választották a film rendezőjének.
A három német, akiken Schmidt teszteli a Tesseraktot, Roeder, Hütter és Schneider, akik a legendás Kraftwerk elektronikus zenekar három tagjáról kapták a nevüket.
A film során Steve oldalfegyvert használ, miközben Vörös Koponya erőivel harcol. A képregényekben is oldalfegyvert használt, amíg rá nem jött, hogy új pajzsa (amit a képregényben Franklin D. Roosevelt elnök ad neki) fegyverként is használható, ha eldobja, és később helyettesíti az oldalfegyvert.
A képregényekben Amerika Kapitány mindössze két évtizedig volt lefagyva, és az 1960-as években újjáéledt. A filmben majdnem hetven évig aludt.
Louis Leterrier megnézte ennek a filmnek a koncepcióját, és eléggé lenyűgözte, hogy felajánlja szolgáltatásait, de a Marvel Studios elutasította. Filmjében (A hihetetlen Hulk (2008)) azonban Amerika Kapitány egy pillanatra feltűnik: az Északi-sarkvidéken játszódó, törölt jelenetben a testét egy jégtábla rejti el.
Egészen az előgyártás nagyon késői szakaszáig a H.Y.D.R.A. kirívóan náci félkatonai szervezet lett volna, horogkeresztekkel az egyenruhájukon. Az implikáció azonban a végső verzióban is jelen van. Ezen kívül a törölt jelenetek között volt olyan, amelyben a H.Y.D.R.A. kifejezetten támadja a nácikat .
Reb Brown és Matt Salinger, akik Amerika Kapitányt alakították a korábbi adaptációkban, külön felvették a kapcsolatot a producerekkel, hogy lehetőségük legyen egy rövid szerepre a filmben.
Laura Haddock, aki ebben a filmben egy autogramgyűjtőt játszott, később Peter Quill/Űrlord anyját, Meredith Quillt alakította A galaxis őrzői (2014) és A galaxis őrzői vol. 2-ben (2017). Az itteni karaktert Peter Quill nagyanyjának nevezték ki.
Miután Joss Whedont felvették a Bosszúállók (2012) rendezésére, megkapta a film forgatókönyvének egy példányát, és néhány dolgot átírt benne, hogy jobban kapcsolódjon a Marvel mozis univerzumához.
A film elején Johann Schmidt, miközben a csecsebecsét nézi, azt mondja: „...És a Führer csecsebecséket ás a sivatagban.” Ez utalás egy másik Paramount Pictures filmre, Az elveszett frigyláda fosztogatóira (1981). Joe Johnston rendező az Industrial Light & Magic Oscar-díjas vizuális effektusok csapatának tagja volt a film forgatásakor.
Hugo Weaving a Vörös Koponya akcentusát a neves német filmrendezőre, Werner Herzogra és Klaus Maria Brandauer osztrák színészre alapozta.
Johann Schmidt/Vörös Koponya (Hugo Weaving) autóját a semmiből építették egy módosított teherautó-alvázra. Huszonöt láb hosszú és nyolc láb széles volt. Kialakítását a Mercedes 540K és a Mercedes G4 ihlette, és az első kerekek között egy szabadon álló „szupertöltő” is helyet kapott. Az autóban 700 lóerős Drexler motor volt, csak hogy mozogni tudjon. A rendező, Joe Johnston így nyilatkozott: „Én magam vezettem, és körülbelül harmincnyolc láb fordulási sugara van. Szóval nem túl szórakoztató vezetni. De fantasztikusan nézett ki. Egyszerűen gyönyörű autó.”