复仇者联盟4有：惊奇队长、钢铁侠、星云、战争机器、美国队长、火箭浣熊、黑寡妇、雷神、蚁人、鹰眼，猩红女巫、绿巨人、星爵、洛基、小浣熊、黑豹。
1、黑豹
在经历了《美国队长3》内战的事件之后，黑豹回到家乡，那个与世隔绝、技术先进的非洲国家瓦坎达，多年前因为一块巨大的陨石坠落到瓦坎达，从而为这个国家带来了稀有的材料振金，这种有军事作用的金属矿藏吸引了众多外国匪徒前来掠夺，特查拉在危急时刻就会化身超级英雄黑豹保护自己的国家，正邪之战永远不会停息。
2、美国队长
美国队长被视为美国精神的象征，原本是一名身体瘦弱的年轻人，在接受美国政府的改造后，成为各项体能都远超常人的“超级战士”，在二战中立下赫赫战功，后来在二战尾声的一次行动中，美国队长与宿敌红骷髅展开激战，并掉入大海之中被冰封近70年，直到被神盾局发现并解冻后才加入了复仇者联盟。
3、钢铁侠
钢铁侠，是美国漫威漫画旗下的超级英雄，全名安德尼·埃德沃德·斯塔克，是斯塔克工业的董事长，因一场阴谋绑架中，胸部遭弹片穿入，生命危在旦夕，为了挽救自己的性命，在同被绑架的物理学家何银森的协助下托尼制造方舟反应炉从而逃过一劫，利用方舟反应炉作为能量运转的来源，暗中制造了一套装甲杀出重围后逃脱，后参与创立复仇者联盟。
4、黑寡妇
本名娜塔莎·罗曼诺夫，原是秘密组织神盾局的一名俄国籍女探员，体态婀娜面容姣好，头脑清晰行动敏捷，身手不凡强硬凶狠，是神盾局的精英特工，娜塔莎最初被安排在斯塔克工业内部作为卧底，负责监视钢铁侠托尼·斯塔克，后正式加入复仇者联盟。
复仇者联盟4有美国队长、绿巨人、火箭浣熊、黑寡妇、雷神、鹰眼、战争机器、钢铁侠、蚁人等英雄。
钢铁侠
钢铁侠4是复联4MVP，那一句“我是钢铁侠”赚足了感动与眼泪，他的功业足以被全宇宙铭记。如果没有钢铁侠，蚁人提出的时空劫持计划根本无法付诸于实践；如果没有钢铁侠，收集宇宙魔方也困难重重；最重要的是，如果没有钢铁侠，整个宇宙都将被灭霸毁灭，钢铁侠的作用贯穿了整部电影。
蚁人
原本在漫威电影宇宙并不起眼的蚁人是终局之战除钢铁侠之外最重要的角色。他提出的时空劫持方案让拯救逝去的人这一理想有了实现的可能，并且参与到了时空劫持计划中，在与灭霸的最终决战中蚁人更是解决了一位敌方干部。蚁人在复联4中参与了全程的剧情，并且其作用不可替代。
黑寡妇与绿巨人
黑寡妇与绿巨人在时空劫持计划中都付出了巨大的牺牲，一个用性命换取了灵魂宝石，一个废掉了一条手臂使逝去的人得以复活，而他们的牺牲也导致了无法在决战中出现。星云的牺牲相对于黑寡妇与绿巨人要小得多，这让她能够参与到最终决战中继续为团队做出贡献，并成功拉拢了卡魔拉。
复仇者联盟4有美国队长、绿巨人、火箭浣熊、黑寡妇、雷神和洛基、鹰眼、战争机器、钢铁侠、蚁人等英雄。
1、钢铁侠
钢铁侠在2008年“拯救”了漫威电影宇宙（这不是我说的不要打我）。自那起钢铁侠10年来保持着“漫威一哥”的地位，随着复仇者4结束了漫威电影宇宙的第三阶段，在10次出场后钢铁侠可能是我们10年里最后一次看到的小罗伯特·唐尼。
2、美国队长
像小罗伯特·唐尼一样，克里斯埃文斯在复仇者联盟4之后的“未来”仍然不确定。埃文斯是六位美国队长当中而签约，他为电影延长了时间因此他可以参加复仇者联盟4。在此之后，很难说美国队长是否会继续担任爱国超级英雄。
3、雷神和洛基
阿斯加德的最终命运和大多数被封印的居民在雷神3和无限战争中被释放，雷神在失去他的继兄弟，洛基，复仇者4托尔将继续他的英雄职责并与他的同伴复仇者一起战斗。
4、绿巨人
浩克过去几年一直在“萨卡星”当角斗士生活悠哉并表示不想回地球，然而关乎整个宇宙安危的无限战争让他必须参与当中，实际上布鲁斯·班纳只在钢铁侠的反浩克装甲充当了一个“后排输出”不，是辅助。
1、托尼·斯塔克／钢铁侠（Tony Stark / Iron Man）
天才发明家兼亿万富豪，经营斯塔克工业，一次到阿富汗时遭恐怖组织掳走，心脏受重创之下靠胸口的微型方舟反应堆续命，逃出后成为钢铁侠，造出许多相似的钢铁动力服。
2、史蒂芬·罗杰斯／美国队长（Steve Rogers / Captain America）
二战时期瘦弱的他参与超级士兵计划，实验成功使他成为“美国队长”，参与二战对付九头蛇，最后为拯救美国坠入格陵兰被冰封。七十年后才被神盾局发现重新苏醒，后加入复仇者联盟，却因拒绝接受政府管束而与钢铁侠一派人马意见相左。帕特里克·高曼饰演年老的史蒂芬。
3、索尔（Thor）
北欧神话中奥丁的长子，因自负被奥丁贬下凡间学习慈悲，发现弟弟洛基的阴谋后回到阿斯加德阻止他，得知洛基企图在他最爱的地球中引起混乱而加入复仇者联盟。原先武器是雷神之锤，但锤子被摧毁后为自己制出一把名为“风暴毁灭者”的强大战斧。
4、布鲁斯·班纳／绿巨人（Bruce Banner / Hulk）
原是名军方科学家兼伽玛射线研究员，打算重新研发出超级士兵血清，因一次实验被照射过量伽玛射线而导致身体突变，每当愤怒时就会变身成拥有无穷破坏力的绿巨人。加入复仇者联盟使他改变孤僻性格，如今将自己的天才头脑和绿巨人形态结合。
5、娜塔莎·罗曼诺夫／黑寡妇（Natasha Romanoff / Black Widow）
神盾局前成员，初期被安排在斯塔克工业卧底来监视托尼的一举一动，后为复仇者联盟重要一员。黑寡妇具有得天独厚的智力，她具有不可思议的亲和力，可以掩饰自己的真情实感，可以像美国队长一样，拥有快速处理多个信息流（如威胁评估）的能力，并能迅速应对不断变化的战术情况。
6、克林特·巴顿／鹰眼（Clint Barton / Hawkeye）
前神盾局特务兼复仇者成员。箭术高超，能通过弓柄上的无线控制器对箭筒发出指令，为箭支装上各种用途的特殊箭头。因帮助美国队长抗击协议一事而被判处居家软禁，却目睹妻儿们不幸灰飞烟灭，其后化身私刑者“浪人”到处流浪，屠杀遇到的任何罪犯。
7、詹姆斯·“罗德斯”·罗德斯斯／战争机器（James "Rhodey" Rhodes / War Machine）
托尼的拍档兼老友，美国空军军事采购联系人，是托尼少数几个值得信赖的朋友。当初借用托尼的一套原型动力服而成为战争机器，跟他携手奋战。
8、斯科特·朗／蚁人（Scott Lang / Ant-Man）
有着窃盗前科的电机工程师，偷窃技巧十分高超，其特质被汉克·皮姆挑选上成为第二代蚁人。因跟山姆·威尔森的一次交手，使他被相中加入复仇者联盟。
9、卡罗尔·丹佛斯／惊奇队长（Carol Danvers / Captain Marvel）
前美国空军飞行员，在30年前的空难事故中受迈威尔发明的光速引擎波及获得超能力。一度失去记忆被克里人洗脑改造精英战士，直到1995年意外坠回地球遇见尼克·弗瑞才重拾过往记忆。
10、火箭浣熊（Rocket）
银河护卫队的成员，身为基因工程浣熊、赏金猎人及星际佣兵，且是武器和战术的大师。西恩·冈恩再度为火箭浣熊进行动作捕捉演出。
11、星云（Nebula）
露芬莫德人，灭霸的养女，从小跟卡魔拉一起长大，原本对她非常痛恨，直到在伊戈星球一战中才改变想法，随着时间推及慢慢改邪归正。
12、演维吉妮雅·“小辣椒”·波兹（Virginia "Pepper" Potts）
托尼的未婚妻，斯塔克工业首席执行官，比较反对托尼如此拼命地拯救世界，几年后与托尼成婚，育有女儿摩根，并能身穿一架托尼为她量身定做的蓝色战甲，称作救援战甲。
复仇者联盟4的英雄有：美国队长、绿巨人、火箭浣熊、黑寡妇、雷神、鹰眼、星云、钢铁侠、蚁人。
星云（Nebula）是美国漫威漫画旗下反英雄，初次登场于《复仇者联盟》（Avengers）第257期（1985年7月），是一名星际海盗和雇佣兵，她的身世和之前的经历鲜为人知，曾帮助银河护卫队对抗灭霸。
星云（Nebula）具有超人的力量，可以举起800磅（363公斤）—25吨的重物。她的肌肉组织远比人类（Humans）强大，使她拥有远超常人的耐力。她还精通军事战略、太空战、领导、天文和航行等专业技能。她也是一名熟练战士，精通多种格斗技巧。虽然传说星云是灭霸的养女，但星云不仅设计夺走过灭霸的无限手套，还把灭霸困了起来。
星云在电影里存在感不算太强，第一个令人印象深刻的镜头是Kraglin问她：“如果你拿到一大笔佣金，你会用来做什么？”星云回答说，她会买全宇宙最好的杀人工具，然后亲手杀死给她带来切肤之痛的父亲灭霸。
Kraglin听罢显然被星云的残忍和冷血吓到，他一脸惊恐的敷衍着说：“我以为你会买点帽子、项链什么的，你懂的，就是女孩子都喜欢的那些。”星云打破了女性刻板印象，是一个强势冷血的角色。