A maioria das cenas com Chris Evans “magrinho” foram filmadas ao mínimo, quatro vezes: uma era a cena normal de Evans e seus companheiros em cena, uma com Evans sozinho em frente a uma tela verde para que ele pudesse ser diminuído digitalmente, outra com todos na cena e Evans ausente e, finalmente, uma com um duble de corpo imitando as ações de Evans caso algo não desse certo.

Quando Evans tinha que interagir com outros personagens na cena, eles tinham que ou abaixá-lo, ou levantar os atores em caixas de maçã ou calçadas elevadas. Para cenas próximas, os atores tinha que olhar para marcas no queixo de Evans, onde seus olhos estariam após os efeitos, e Evans para marcas na testa dos atores, que é onde estariam os olhos dele.

Uma segunda técnica colocaria a cabeça de Evans no dublê de corpo. Essa técnica foi mais utilizada quando Evans estava sentado, deitado ou quando havia pouca atuação física necessária.

Originalmente, as participações de James Howlett/Logan (Wolverine) e Erik Lensherr (Magneto) estavam planejadas para as cenas durante a Segunda Guerra Mundial. Logan seria um soldado e Lensherr um prisioneiro. As aparições foram cortadas devido problemas legais.

Namor também teria uma cena, porém ela foi cortada do roteiro.

Na exibição, há um manequim com um uniforme vermelho dentro de um tubo de vidro. Essa é uma referencia ao androide Tocha Humana. Ele fez parte de uma equipe dos quadrinhos durante a Segunda Guerra com Namor e Capitão América. A Marvel reciclou os poderes e nome do personagem no Quarteto Fantástico.

Chris Evans fez Johnny Storm, o Tocha Humana, nos dois filmes do Quarteto Fantástico da Fox.

O quadro de arte que esconde o Tesseract no começo do filme mostra a Árvore da Vida, o mesmo conceito é apresentado por Thor, quando ele “ensina” sobre os mundos para Jane Foster.

Além disso, os Asgardianos são os tão referidos “Deuses” durante o filme.

A participação especial de Stan Lee no filme é uma exceção a suas tradicionais aparições em filmes da Marvel. No caso, Lee não teve nada a ver com a criação do Capitão América, contudo, a primeira história que ele escreveu foi uma do capitão América em 1941.

Lee e Jack Kirby reviveram o personagem em 1964 em Os Vingadores #4 e o reestabilizaram como uma grande figura no universo Marvel.

O Diretor de O Incrível Hulk, de 2008, viu alguma arte conceitual do filme e ficou impressionado, oferecendo seus serviços, porém a Marvel o recusou.

Em O Incrível Hulk, o Capitão América tem uma breve aparição no ártico onde seu corpo está escondido em uma barreira de gelo.

Mesmo sendo “O Primeiro Vingador”, o Capitão América não foi o primeiro Vingador dos quadrinhos. A primeira equipe de Vingadores foi composta por Homem-Formiga, Vespa, Hulk, Homem de Ferro e Thor. Apenas após Hulk abandonar a equipe é que Capitão América entrou nela. Porém ele é o mais velho, por ter nascido primeiro.

Ele também, dos Vingadores, é o ultimo Vingador a ter um filme solo antes da união da equipe em Os Vingadores, em 2012.

Há diversas referencias a “Os Caçadores da Arca Perdida”, de 1981, durante o filme. O diretor de Capitão América, Joe Johnston trabalhou no antigo filme como diretor de arte:

O Caveira Vermelha sendo consumido é muito semelhante a como a Arca da Aliança mata os Nazis.

Cap joga um vilão da Hydra nas hélices de um avião.

Após segurar o Cubo Cósmico, O Caveira Vermelha diz que Hitler “busca o deserto atrás de bugigangas.”

Quando correndo atrás de um agente da Hydra após ter sido injetado com o soro do super-soldado, Steve pega a porta de um taxi.

A companhia de Taxi “Lucky Star” tem uma estrela e suas letras formam um circulo - se assemelhando e prenunciando o icônico escudo que Steve usa como o Capitão América.

Hayley Atwell baseou sua atuação como Peggy em Ginger Rogers, dizendo que “ela pode fazer tudo o que o Capitão América faz, mas de trás para frente e com salto alto”.

Ela também ficou muito feliz com o papel (recusado por Emily Blunt) já que diferente de diversas outras heroínas Peggy não agia como “Donzela em Perigo”, inclusive ajudando o Capitão América a salvar Bucky, que havia sido sequestrado.

Para se preparar para o papel, Atwell treinava seis dias por semana.