Muito da personalidade e características de Ivan Vanko foram sugeridas por Mickey Rourke, o ator que deu vida ao personagem. Ele queria interpretar o personagem em Russo e fez várias pesquisas e consultas sobre as tatuagens do personagem, seus dentes de outro e o animal de estimação sendo um pássaro. Na verdade, Rourke pagou pelo passado e os dentes de ouro do seu próprio bolso.

Rouker também passou um tempo visitando prisões russas, onde aprendeu maneirismos e decidiu quais seriam as tatuagens do personagem.

Quando Tony Stark pergunta a Viúva Negra, no momento disfarçada de Natalie Rushman, se ela fala Latin, ela responde com a frase de "Fallaces sunt rerum species", uma frase de Licuo Anneo Seneca, que significa: “A aparência das coisas são enganosas”.

Além disso, Natasha possui um impecável sotaque americano no filme, mesmo sua personagem sendo originalmente russa, pois a Viúva Negra é uma linguista impecável.

Scarlett Johansson pintou seu cabelo de vermelho antes mesmo de saber se havia conseguido o papel. Ela realmente queria ser a Viúva Negra. Além disso, ela treinou artes marciais por seis semanas antes do filme começar e durante todos os seis meses de filmagem.

Quando viu sua roupa pela primeira vez, ela entrou em pânico, perguntando como iria se mover com uma roupa tão apertada.

Quando a Marvel contratou Samuel L. Jackson para ser Nick Fury em Homem de Ferro 1 e 2, eles queriam deixar tudo em segredo. Assim, eles dirigiam o carro de Samuel até o meio do Set e colocavam diversos trailer em volta, para que ninguém visse o ator saindo do carro.

Jackson, também, foi prometido uma maior participação como Nick Fury. Samuel L. Jackson quase não voltou para o papel devido a negociações em seu contrato, mas conseguiu um contrato de nove filmes para interpretar Nick Fury no Universo Cinematográfico.

De acordo com Jon Favreau, a tecnologia deste filme foi retratada como sendo mais futurista. O motivo é que após o primeiro filme, diversas companhias de tecnologia falaram que o modo que a tecnologia foi retratada não era nada semelhante a realidade, principalmente devido a vários outros filmes e videogames terem se inspirado nas imagens utilizadas.

Isso forcou a produção a ir um pouco no futuro e tentar e mudar a natureza dessa tecnologia; se eles apenas duplicassem o que foi feito no primeiro filme, segundo Favreau, eles “estariam datados”. Assim, decidiram usar hologramas e a atualizar a armadura e sua interface.

Terrence Howard foi substituído no papel de James Rhodes sem nenhuma razão aparente. O ator disse que seu contrato não “era honrável”. A EW disse que Jon Favreau não gostou de trabalhar com ele, normalmente refilmando ou cortando suas cenas.

Também houve especulações de que a Marvel pediu para Howard aceitar um corte no seu pagamento, pois ele havia sido o primeiro ator a ser escolhido para o primeiro Homem de Ferro e possuía um grande cachê. Ele foi substituído por Don Cheadle.

Inspirado por Batman: O Cavaleiro das Trevas, Jon Favreau considerou a possibilidade de filmar algumas cenas usando câmeras IMAX, mas eventualmente decidiu não utiliza-las, pois acreditava que os efeitos não ficariam convincentes o suficiente em uma resolução tão alta.

A ideia de Howard Stark de uma cidade futurística é altamente influenciada por Walt Disney e sua revelação do parque temático da Disney e o projeto na Flórida. O mapa 3D da cidades imita rigorosamente o parque e os posteres atrás de Tony Stark são de feiras mundiais que inspiraram Walt Disney, nas quais Howard Stark também pode ter ido.

Diversas cenas no filme prenunciam coisas que veremos em Os Vingadores:

• Uma réplica do famoso escudo do Capitão América aparece;

• Um jornal com a noticia de que o Hulk foi visto em um campus próximo aparece no final do filme;

• Stark e Fury falam sobre a Iniciativa durante o filme;

• Coulson encontra o martelo de Thor ao final do filme

• Quando Tony está assistindo as antigas filmagens de seu pai e olhando suas anotações, há um desenho do tesseract, desenhado na forma de um “diagrama de Schlegel”.

A trama do filme é muito semelhante a história dos quadrinhos chamada “Armor Wars II”, de 1990. No quadrinho, um homem chamado Kearson DeWitt acusa Tony Stark de roubar os projetos de seu pai e usa tecnologia da Marrs Coporation para infectar Tony com um vírus Techno-orgânico e batalha contra Stark com uma grande armadura. James Rhodes também ajuda Stark na batalha final.

Além disso, a trama básica do filme: Stark lidando com o governo americano confiscando sua armadura, uma crise de meia-idade com depressão e alcoolismo e as manipulações de seu rival, Justin Hammer são inspiradas no quadrinho do Homem de Ferro, “O Demônio da Garrafa”.