El reparto de la serie Los Vengadores unidos incluye, entre otros:
Roger Craig Smith como Captain America / Steve Rogers (voice) (103 episodios), Troy Baker como Hawkeye / Clint Barton (voice) (103 episodios), Fred Tatasciore como Hulk / Bruce Banner (voice) (103 episodios), Travis Willingham como Thor (voice) (103 episodios), Laura Bailey como Black Widow / Natasha Romanoff (voice) (103 episodios), Bumper Robinson como Falcon / Sam Wilson (voice) (103 episodios), Adrian Pasdar como Iron Man / Tony Stark (voice) (78 episodios), James C. Mathis III como Black Panther / T'Challa (voice) (23 episodios), Mick Wingert como Iron Man / Tony Stark (voice) (25 episodios), Daisy Lightfoot como Shuri (voice) (23 episodios), David Kaye como Baron Zemo (voice) (3 episodios), Jennifer Hale como F.R.I.D.A.Y. (voice) (3 episodios)