漫威在长达五个半小时的直播节目中公布了《复仇者联盟5：毁灭日》演员阵容，其中包括漫威旧部，福克斯版X战警老演员，以及《神器四侠》新星。

最令人意外的是X战警中的查尔斯教授携老相好万磁王回归本作。首位变形女（丽贝卡·罗梅恩），以及在《死侍与金刚狼》中扮演牌皇的查宁·塔图姆也有份出演。

包括佩德罗·帕斯卡与凡妮莎·柯比在内的神奇四侠全员出动，即将上映的《神器四侠》与复联5可能存在某种联动，或至少埋下了有因果关系的彩蛋。《雷霆特工队》中的皮尤、巴基、红色守卫、幽灵等角色也将现身复联5：

已公布的演员阵容中还包括雷神、洛基、（新）美队、蚁人、刘思慕（尚气），尚未出现在这份名单中的知名演员包括荷兰弟（蜘蛛侠）与克里斯·埃文斯（美队）——粉丝认为新老两代美队在复联5中聚首的可能性较大。

漫威于去年夏天在圣迭戈漫展上宣布小罗伯特·唐尼将重返漫威，在复联5中扮演反派“毁灭日”而非钢铁侠。据说漫威影业总裁费奇首先向唐尼开出条件，劝说钢铁侠重返漫威变身毁灭日，然后唐尼又说服（复联3/4导演）罗素兄弟回归，双方继《终局之战》后再度合作。

复联5定档明年5月1号公映（北美地区），复联6（秘密战争）定档2027年5月7号。