角色名：托尼·斯塔克、（钢铁侠） 演员：小罗伯特·唐尼

富二代，天才，性格臭屁的超级英雄，纽约大战颠覆了托尼的世界观，他意识到自己只是一个普通人。焦虑不安的他日夜不休打造钢铁盔甲，有走火入魔的趋势。曼达林的出现让他陷入困境，直面危机的托尼意识到最重要的并不是他的战甲，而是自己无与伦比的才智以及不离不弃的爱人。 

角色名：佩珀、（小辣椒） 演员：格温妮丝·帕特洛

托尼·斯塔克的前行政助理，现在提升为斯塔克工业CEO并成为托尼女朋友。她行事果断，视照顾爱护托尼为首要职责。托尼成为钢铁侠后经常出生入死，这让她十分担心，但仍然贴心守护在托尼身旁，可谓绝佳贤内助。

角色名：曼达林、（满大人） 演员：本·金斯利

满大人，真名不详，假名一堆。恐怖分子一枚，与第一部中出现的十环帮有神秘联系，公开在电视上向美国政府进行挑战，引起民众恐慌。然而事实的真相是，他只是一个热爱莎士比亚与美女的落魄英国演员，不得不说口音学的还挺像的。

角色名：詹姆斯·罗迪、（战争机器） 演员：唐·钱德尔

托尼·斯塔克的挚友，曾经在托尼返回美国的途中搭救过他，甚至几度化身钢铁侠。此次片中的他因政治需要换上了钢铁爱国者新战甲，不过他本人最爱的还是酷酷的旧名字战争机器。

角色名：基里安博士 演员：盖·皮尔斯

基里安博士是个不折不扣的腹黑反派。曾经与小辣椒公事，对其念念不忘。十三年前深深崇拜托尼，不幸的是富二代托尼根本没把他放在眼中，受到侮辱与刺激的他发誓要出人头地。衣着光鲜再次亮相的他是改进DNA项目最大的拥护者，与玛雅·汉森合作开发绝境病毒。

角色名：冯永贵 演员：苏茂洋

陆子峥的好兄弟，有钱人家独子，为人单纯率直，他很喜欢小曼，后来也是杀寇团成员。

角色名：玛雅·汉森 演员：丽贝卡·豪尔

玛雅·汉森是“绝境病毒”的主要研发人员，十三年前与托尼发生过一夜情，之后一直对托尼随意写下的科学方程耿耿于怀。她有崇高的目标，相信“绝境病毒”能改造世界，却因为对其太过痴迷而走上了绝路。

角色名：冈本 演员：尹铸胜

日本军官，伪装成商人在津门进行秘密活动，为日军侵略做准备。

角色名：哈利 演员：泰·辛普金斯

落难的托尼在田纳西州遇到的小男孩。哈利的父亲在他很小的时候就弃家出走，这让从小就被父亲忽视的托尼惺惺相惜。哈利十分聪明机灵，不但帮助托尼追踪恐怖事件后的真凶，在托尼修复钢铁盔甲的过程中也起到了重要作用。

角色名：陆友义 演员：刘威

天津守城司令，陆子峥亲爹，财大气粗又好色，有三个老婆，还想娶苗老板做四姨太。为人老粗但有原则，后在与日军交战中牺牲。