- Фильм основан на серии комиксов Джо Саймона и Джека Кирби.
- При создании фильма режиссеры Энтони Руссо и Джо Руссо черпали вдохновение из фильма «Три дня Кондора» (1975).
- Жорж Ст. Пьер, который играет Батрока Прыгуна, являлся чемпионом абсолютного бойцовского чемпионата в полусреднем весе (с 2007 по 2013 год).
- Хотя авторы фильма утверждают, что по минимуму использовали компьютерную графику, за спецэффекты отвечали пять графических студий.
- Энтони Маки был недоволен современным видом костюма своего персонажа (Сокол). Он хотел костюм из красного спандекса, как у его персонажа в комиксах.
- Новый костюм Капитана взят из комиксов. Там он носил подобный, когда занимал должность директора организации Щ. И. Т.
- Кевин Файги описал этот фильм как «политический триллер 1970-х, замаскированный под супергеройское кино».
- Энтони Маки описал этот фильм как «Мстители: Часть 1,5».
- На роль Зимнего солдата прослушивались Николай Костер-Вальдау, Кевин Дюран и Джош Холлоуэй.
- Авторами саундтрека к трейлеру фильма стали российские композиторы Александр Соколов, участник группы «I am waiting for you last summer», и Антон Новосельцев.
- Для добавления реалистичности фильм снимался на портативную камеру.
- Изначально в сценарии не было Зимнего Солдата. Продюсеры хотели сохранить этот персонаж для будущих фильмов серии. Но в итоге Кевин Файги принял решение добавить его в этот фильм.
- Съемки фильма начались 1 апреля 2013 года на студии Manhattan Beach Studios. Первой снимали сцену нападения в лифте.
- 13 мая 2013 года съемочная группа прибыла в Вашингтон. Снимались сцены, в которых Стив Роджерс, Черная Вдова и Сокол позировали на фоне самых известных достопримечательностей столицы США, включая монумент Джефферсона, монумент Линкольна, Национальный музей авиации и космонавтики, Капитолий, Национальная аллея, ресторан «Оксиденталь» в отеле «Willard», район Дюпон-серкл и мост Теодора Рузвельта, который впервые в истории был перекрыт для проведения съемок полнометражного фильма.
- В рамках подготовки к съемкам Энтони Маки не участвовал в каких бы то ни было тренировках по скайдайвингу. Однако он поддерживал режим, который прописывали всем пилотам реактивных самолетов.
- Съемка батальной сцены на борту массивного судна под названием «Лемурианская Звезда» проходила на борту настоящего ракетоносца, пришвартованного в порту Лонг Бич, штат Калифорния.
- Съемки самой масштабной боевой сцены фильма проходили на улицах Кливленда и велись двумя полноценными съемочными группами. Для этого многие улицы потребовалось перекрыть, включая проезд к Кливлендскому мемориалу – одну из главных магистралей страны. Съемочные группы работали на протяжении трех недель в самый разгар летнего туристического сезона. Чтобы убедить чиновников Кливленда дать разрешение на съемки в этот период создателям фильма пришлось заручиться поддержкой огромного количества людей, в том числе мэра, губернатора и главы исполнительной власти округа.
- Во избежание утечки информации и возможных спойлеров фильму дали рабочее название «Морозный ожог» (Freezer Burn).
- В русской версии фильма, в сцене, где Стив Роджерс достает блокнот со списком фильмов, которые надо посмотреть, в нем можно увидеть «Звездные войны», «Рокки» (1976) и «Москва слезам не верит» (1979).
- Персонаж, роль которого исполнила Эмили ВанКэмп, значится в титрах как Агент 13 (Agent 13), при этом имя ее фактически упоминается лишь вскользь в разговоре между главными героями. Подлинное имя Агента 13 — Шерон Картер. Она приходится агенту Пегги Картер родной племянницей.
- В квартире Капитана Америки на полке можно заметить книгу Джорджа Буша.
- Удаленная сцена из фильма «Мстители» (2012), где Стив узнает, что случилось с его отрядом и Пегги Картер, была включена в этот фильм.
- Сцена, где Капитан Америка прыгает с самолета без парашюта, очевидно, является отсылкой к аналогичной сцене из первого выпуска комикса серии The Ultimates.
- В рамках подготовки к своей роли Зимнего солдата Себастьян Стэн прошел через пять месяцев физических тренировок и исторических исследований. Он подробно изучал период холодной войны и тему промывания мозгов. Также он целыми днями отрабатывал движения с пластиковым ножом, чтобы на экране они выглядели более естественными.
- Камео Стэна Ли: охранник в музее.
- Режиссер картины Джо Руссо появился в фильме в роли врача, спасающего Черную Вдову от потери крови.
- На надгробной доске директора Ника Фьюри, которого сыграл Сэмюэл Л. Джексон, помимо имени и фамилии также видна эпитафия «Путь праведника: Иезекииль 25:17». Именно этот стих произносил персонаж Сэмюэля Л. Джексона в фильме «Криминальное чтиво» (1994).