Anna Kendrick, Felicity Jones, Imogen Poots, Teresa Palmer, Alison Brie, Emilia Clarke, Jessica Brown Findlay, Mary Elizabeth Winstead oraz Elizabeth Olsen były brane pod uwagę do roli Sharon Carter. Ostatecznie angaż w filmie otrzymała Emily VanCamp.
Nikolaj Coster-Waldau, Kevin Durand i Josh Holloway byli brani pod uwagę do roli Crossbonesa. Ostatecznie angaż dostał Frank Grillo.
Aby odpowiednio przygotować się do swojej roli, Sebastian Stan, odtwórca roli Zimowego Żołnierza, przeszedł pięciomiesięczny trening fizyczny.
W scenie strzelaniny podczas pościgu samochodowego z udziałem Nicka Fury'ego można dostrzec, że w wielu ujęciach nie widać na samochodzie śladów po pociskach.
Kiedy Kapitan Ameryka, Falcon i Czarna Wdowa są schwytani przez wroga, zostaje im odebrana broń. Po umieszczeniu ich w czarnym vanie, widać, że Kapitan nie ma przy sobie tarczy, a Falcon skrzydeł. Gdy udaje im się uciec, nadal kontynuują misję. Steve Rogers kradnie wówczas swój stary kostium z muzeum. Nie wyjaśniono jednak, w jaki sposób odzyskał on z powrotem tarczę, a Falcon skrzydła.
Podczas sceny pościgu mającej miejsce w Waszyngtonie, można dostrzec oznaczenie autostrady US-6/US-322. Droga z takim numerem znajduje się w Cleveland.
Na wyświetlaczu w muzeum Smithsonian ukazuje się informacja, że Bucky Barnes urodził się w roku 1916, jednak na dole eksponatu jest napisane, że żył on w latach 1917-1944.
Pomimo tego, że Triskelion, wysoki budynek będący główną siedzibą Tarczy, znajduje się na Wyspie Theodore'a Roosvelta, w początkowej scenie filmu kiedy Steve i Sam przebiegają obok Pomnika Lincolna, nie widać go wówczas w tle. Budynek ten powinien być widoczny od północnej strony pomnika.
Udając się do pomieszczenia komputerowego Zoli, Kapitan i Wdowa zjeżdżają ukrytą windą wiele poziomów w dół poniżej bunkra. Jednak w kolejnej scenie, kiedy tam docierają i zostaje wystrzelona rakieta, można dostrzec, że znajdują się tylko kilka metrów pod ziemią.
Zola mówi Steve'owi Rogersowi i Czarnej Wdowie, że pojmano go w 1945 roku. Jednak w filmie "Captain America: Pierwsze starcie" ukazano, że zostaje on złapany w dniu śmierci Bucky'ego. Według informacji w muzeum Smithsonian Bucky zginął w 1944.
W scenie z windą, można dostrzec, że zniknęły magnetyczne kajdanki, które zostały wcześniej rzucone w stronę ściany.
W pierwszej scenie filmu, kiedy Kapitan Ameryka skacze z samolotu w stronę statku, wieje silny wiatr i widać wielkie fale na morzu. Jednak kiedy ląduje on już na pokładzie, można dostrzec, że brak jakiegokolwiek ruchu powietrza.
W trakcie ucieczki Kapitana Ameryki motocyklem przed Tarczą, można dostrzec, że pomiędzy ujęciami kilkukrotnie zmienia się dystans pomiędzy nim a Quinjetem.
Gdy Steve wraca do szpitala po przenośny dysk, pojawia się przed nim Natasha, żująca gumę. Gdy jednak chwilę później rozmawia z nią na osobności, można dostrzec, że Czarna Wdowa nie ma już gumy w ustach.
W retrospekcji z czasów drugiej wojny światowej, Bucky wręcza klucz Kwiksetu Kapitanowi Ameryce. W rzeczywistości firma ta wprowadziła taki klucz do sprzedaży dopiero w 1948 roku.
W jednej ze scen, Nick Fury podczas identyfikacji ściąga opaskę z lewego oka i widać wówczas, że ma je uszkodzone. W innej natomiast, kiedy leży on na sali operacyjnej, można zauważyć, że jego oczy są jednak zdrowe.
Kiedy Kapitan Ameryka i Czarna Wdowa jadą ciężarówką do Wheaton w New Jersey, można dostrzec, że skrzynia biegów w samochodzie ustawiona jest na parkowanie.
Gazeta z artykułem mówiącym o śmierci Howarda Starka, jako datę ma wpisany piątek 17 grudnia 1991 roku. W rzeczywistości był to wtorek.
Falcon przekazuje agentowi Sitwellowi, że pojadą razem szarym samochodem stojącym za rogiem. Gdy później poruszają się tym pojazdem, jest on koloru czarnego.
Podczas pościgu na autostradzie samochód, którym jadą Steve, Natasha i Falcon, ociera się o inny tracąc lusterko po stronie kierowcy. Jednak w następnym ujęciu jest ono nienaruszone.
Podczas rozmowy z Samem przed restauracją, Sitwell posiada odznakę Hydry w klapie marynarki. Znika ona w następnej scenie na dachu, by pojawić się ponownie, gdy Falcon ratuje go przed upadkiem z wysokości.
Pendrive, który Natasha podłącza do MacBooka w sklepie Apple, znika i pojawia się między ujęciami.
Gdy Natasha suszy włosy ręcznikiem w mieszkaniu Sama, zmieniają one ułożenie ze zburzonych i pofalowanych w nienagannie proste, w czasie gdy udaje się ona z jednego z pokojów do jadalni.
Film, który Zola prezentuje w bunkrze w Wheaton, pokazuje akta Fury'ego. Jeden z dokumentów zawiera dwa jego zdjęcia, na których ma on założoną opaskę raz na prawym, a raz na lewym oku.
Poduszka powietrzna w samochodzie Fury'ego wybucha, gdy zostaje on uderzony przez pierwszy z radiowozów. Jest potem widoczna w kolejnych ujęciach podczas trwającego oblężenia unieruchomionego auta, ale znika, gdy pojazd zaczyna uciekać przed napastnikami.
Dziury po kulach wystrzelonych przez Natashę znikają z betonowej bariery, gdy Zimowy Żołnierz zeskakuje z mostu.
Łuski z miniguna, z którego ostrzeliwany jest Kapitan Ameryka, znikają, gdy udaje mu się przedrzeć do napastnika.
Gdy Falcon wybiega z Triskelionu by zaatakować helicarriery, Kapitan Ameryka znajduje się zaraz obok niego, w obrębie jego skrzydeł. W następnym ujęciu, w oddaleniu, dystans między nimi drastycznie się zwiększa.
Ułożenie pistoletu w dłoni Jacka Rollinsa zmienia się dwukrotnie między ujęciami, gdy mierzy on z niego do radnego Singha.
Podczas przesłuchania Sitwella wymienia on przykładowe cele dla Projektu Insight wymieniając Bruce'a Bannera oraz Stephena Strange'a. W chronologii uniwersum Marvela ten drugi w danym momencie nadal był jedynie chirurgiem, swoje specjalne umiejętności nabywając dopiero po wydarzeniach z filmu "Kapitan Ameryka: Wojna bohaterów".
Podczas potyczki z Batroc'iem, Kapitan Ameryka upuszcza swój hełm na prawo od siebie. Walcząc przesuwa się wyraźnie do przodu i zbliża do narożnika ściany. W następnym ujęciu jest już od niej oddalony, a hełm nagle znajduje się przed nim.
Kolory i marki aut poruszających się po moście zmieniają się między ujęciami, gdy Zimowy Żołnierz wskakuje na samochód, którym jadą Steve, Natasha i Sam.
Podczas walki Zimowego Żołnierza z Natashą, pozycja jego karabinu leżącego na asfalcie, a także ustawienie seledynowego Dodge'a, zmieniają się między ujęciami.
Gdy Rumlow porusza się w górę ruchomymi schodami, w kolejnych ujęciach na przemian raz stoi przed nim kobieta w białym swetrze, raz mężczyzna w zielonej kurtce.
Z seledynowego Dodge'a wycieka woda zostawiając wyraźny ślad, który znika, gdy Zimowy Żołnierz rzuca granat w kierunku Natashy.
Gdy Steve przemawia do agentów w Triskelionie, ma na obu barkach brązową uprząż podtrzymującą jego tarczę, której nie posiadał wchodząc do pomieszczenia.
Gdy Steve, Natasha i Maria Hill oglądają przez szybę operację przeprowadzaną na Fury'm, pozycje obu agentek zostają dwukrotnie zamienione między ujęciami.
Podczas zasadzki na Fury'ego, pod jego SUV-a wbija się z tyłu jeden z radiowozów, a "policjanci" go opuszczają. W kolejnych ujęciach oblężenia w niewyjaśniony sposób, między dwoma pojazdami jest już kilka centymetrów odstępu, a następnie, zanim pojazd Nicka odzyskuje napęd, dystans zwiększa się do dwóch metrów.
Gdy SUV Fury'ego odzyskuje napęd, wyjeżdża z zasadzki przez szeroką przestrzeń między radiowozem blokującym go od przodu a taranem SWAT. Jednak we wcześniejszych ujęciach dystans dzielący te dwie przeszkody nie pozwoliłby pojazdowi Nicka przejechać bez potrącenia którejś z nich.
Po ucieczce z zasadzki, samochody, które wyprzedza Fury, zmieniają się między ujęciami. Dogania on też powolny autobus, który w pewnym momencie znika, by następnie pojawić się kilkaset metrów dalej.
Batroc (w tej roli Georges St-Pierre) ma być mówiącym po francusku Algieryjczykiem, ale posiada wyraźny kanadyjski akcent. Dodatkowo wymowa niektórych z pozostałych najemników wyraźnie wskazuje, że nie jest to ich pierwszy język.
Gdy Agentka 13 podaje przez radio, że Fury jest nieprzytomny, otrzymuje pytanie "Czy znamy lokalizację strzelającego?", mimo że nikt nie informował o żadnych strzałach.
Na początku filmu, w scenie desantu na porwany statek, Kapitan Ameryka wyskakuje z helikoptera i ląduje w wodzie. Jest jednak zupełnie suchy, gdy wchodzi na pokład.
Gdy Kapitan Ameryka obezwładnia załogę "Lumerian Star", widać jak porusza się równym tempem po sterburcie. W pewnym momencie wbiega do korytarza, by wyłonić się z niego zdecydowanie zbyt wcześnie, biorąc pod uwagę jego prędkość.
Uciekając z Triskelionu Kapitan Ameryka niszczy samolot, którego wrak ląduje na moście uszkadzając jego betonowe bariery. Gdy grupa uderzeniowa chwilę później opuszcza budynek, struktura jest nienaruszona i nie ma na niej żadnych szczątków.
Gdy Sam odpoczywa pod drzewem, plama potu na jego bluzce wielokrotnie zmienia swój kształt między ujęciami.
Po aktywowaniu odznaki z ukrytym zapalnikiem noszonej przez Natashę, Pierce grozi, że wypali w jej mostku dwucalową dziurę (5 centymetrów), mimo że urządzenie znajduje się na jej piersi w pobliżu lewego barku.
Zdjęcia kręcono w Los Angeles, Oakland, Manhattan Beach i Santa Clarita (Kalifornia, USA), Cleveland i Rocky River (Ohio, USA), Waszyngtonie (Dystrykt Kolumbii, USA) oraz w Baltimore (Maryland, USA).
Film zawiera dwie dodatkowe sceny.
Uwaga! Dalsza treść może zawierać spoilery.
W trakcie napisów:
Wanda i Pietro Maximoff są przetrzymywani w tajnym laboratorium barona von Struckera.
Po napisach:
Bucky Barnes odwiedza wystawę w Smithsonian Museum, gdzie znajduje swoją własną tablicę pamiątkową.
Kręcenie zdjęć rozpoczęto 1 kwietnia 2013 roku.
Epitafium na nagrobku Nicka Fury'ego zawiera cytat z biblijnej księgi Ezechiela 25:17. Jest to nawiązanie do słynnej sceny z Samuelem L. Jacksonem z filmu "Pulp Fiction", w którym odgrywany przez niego Jules Winnfield cytuje ten werset.