Robert Downey Jr., Victor von Doom / Doctor Doom rolünde: Yönetmenler Anthony ve Joe Russo, Doom'un en karmaşık çizgi roman karakterlerinden biri olduğunu ve daha önce Marvel Sinematik Evreni'nde (MCU) Tony Stark / Iron Man karakterini canlandıran Downey'nin bu rolü üstlenebilecek tek kişi olduğunu düşündüklerini belirttiler. Doom'un "muazzam" gücü nedeniyle zorlayıcı bir karakter olduğunu ifade eden ikili, aynı zamanda "karmaşıklıklarını ve zaaflarını" keşfetme konusunda kendilerini özgür hissettiklerini söylediler; Joe, Doom'un kendi hikâyeleri için hazırladıkları özgün unsurlar ile "Doom'un çizgi romanlardaki en harika yönlerini" dengeleme konusunda "en ideal noktayı" yakaladığını ifade etti. Downey, performansına referans olması amacıyla Doom için kendi arka plan hikâyesini geliştirdi ve kostüm fikirlerine de katkıda bulundu. Karakteri "yoğun bir aksanla" konuşmaktadır.
Chris Evans, Steve Rogers rolünde: Avengers'ın eski lideri, bir süper asker ve Kaptan Amerika unvanını taşıyan ilk kişi olan II. Dünya Savaşı gazisi. Avengers: Endgame filminin sonunda Peggy Carter ile yaşamak için 1940'lara geri dönmüştü. Bu filmdeki "kesin sonunun" ardından Evans, MCU'ya ancak geçerli ve iyi bir neden olması durumunda döneceğini belirtti. Doomsday hikâyesinin, "bu kahramanların şu anda Steve Rogers'a ihtiyaç duyması için çok gerçekçi bir nedene" sahip olduğuna inandığını söyledi. Evans ve Mackie, Rogers'ın çizgi romanlara benzer şekilde Nomad unvanını üstleneceğini ima etti.
Paul Rudd, Scott Lang / Ant-Man rolünde: Gücünü artırırken boyutunu küçültmesine veya büyütmesine olanak tanıyan bir kıyafete sahip olan eski bir küçük suçlu ve Yenilmez.
Ebon Moss-Bachrach, Ben Grimm / The Thing rolünde: Derisi turuncu bir kaya tabakasına dönüşerek kendisine insanüstü güç ve dayanıklılık kazandıran Fantastik Dörtlü üyesi ve Reed'in en yakın arkadaşı.
Channing Tatum, Remy LeBeau / Gambit rolünde: Nesneleri kinetik enerji ile yükleyerek temas anında patlamalarını sağlama yeteneğine sahip bir mutant. Deadpool & Wolverine filminde bir yinelenen espri olarak karakter için anlaşılması güç, ağır bir Cajun aksanı kullanan Tatum; Russo kardeşlerin filmin daha dramatik ve ciddi bir tona sahip olmasını istemeleri nedeniyle Doomsday'de "tamamen Cajun aksanına bürünmeyeceğini" ifade etti.
Simu Liu, Xu Shang-Chi rolünde: Suç lideri babası Xu Wenwu tarafından bir suikastçı olarak eğitilen, son derece yetenekli bir dövüş sanatçısı ve mistik On Halka'nın kullanıcısı. Liu; Shang-Chi'nin Shang-Chi ve On Halka Efsanesi filmindeki ilk görünümüne kıyasla daha olgun, kendine daha çok güvenen ve "kim olduğu ile sorumluluklarını biraz daha özümsemiş" biri olduğunu belirtti.
Tom Hiddleston, Loki rolünde: İskandinav mitolojisindeki aynı adlı tanrıya dayanan, Thor'un evlatlık kardeşi ve Asgardlı fesatlık tanrısı. Karakterin bu versiyonu Loki dizisinde işlenmiş olup Hiddleston, bu dizinin Doomsday'deki görünümünün başlangıç noktası olduğunu belirtti.
James Marsden, Scott Summers / Cyclops rolünde: Özel bir vizörle kontrol edilen güçlü optik enerji patlamaları yayabilen bir mutant ve X-Men'in lideri.
David Harbour, Alexei Shostakov / Red Guardian rolünde: Kaptan Amerika'nın Rus süper asker muadili ve Yelena'nın baba figürü olan bir New Avengers üyesi. Harbour, Shostakov ile Yelena arasındaki ilişkinin Doomsday olaylarıyla değiştiğini belirtti.
Letitia Wright, Shuri / Black Panther rolünde: Kalp şeklindeki bitkiyi tüketerek insanüstü yetenekler kazanan eski Wakanda prensesi. Black Panther: Yaşasın Wakanda (2022) filminde Black Panther unvanını devraldıktan sonra Wright, Shuri'nin artık bu rolü tamamen benimsediğini ve bir liderlik pozisyonu üstlendiğini ifade etti.
Lewis Pullman, Bob Reynolds / Sentry rolünde: Void olarak bilinen karanlık bir alter egoya sahip olan ve tüm Avengers'ın toplamından daha güçlü olduğuna inanılan, süper güçlere sahip bir New Avengers üyesi.
Kelsey Grammer, Hank McCoy / Beast rolünde: Mavi kürk, sivri kulaklar, sivri dişler ve pençeler dâhil olmak üzere hayvansı fiziksel özelliklere sahip, son derece zeki bir mutant ve X-Men üyesi.
Alan Cumming, Kurt Wagner / Nightcrawler rolünde: Işınlanabilen, mavi tenli ve şeytani görünümlü bir mutant. Cumming; karakterin dövmelerinin artık elle tek tek uygulanmaması sayesinde makyaj sürecinin, 20th Century Fox yapımı X-Men 2 (2003) filmindeki 4,5–5 saatlik süreden Doomsday için 1,5 saate indiğini belirtti. Ayrıca X-Men 2'deki "berbat" deneyiminin ardından Doomsday üzerinde çalışmanın kendisi için "iyileştirici" olduğunu ifade etti.
Rebecca Romijn, Raven Darkhölme / Mystique rolünde: Mavi tenli, şekil değiştirebilen bir mutant. Romijn'in makyaj süreci, Fox'un X-Men film serisine kıyasla Doomsday'de daha kısa sürdü; ancak oyuncu, "öfkeli" olarak tanımladığı Mystique rolünü oynamak için "doğru ruh haline" girmesini sağlayan bu uzun sürenin kısalmasından ötürü hayıflandığını dile getirdi.
Tenoch Huerta Mejía, Namor rolünde: Talokan kralı; sivri kulaklara ve ayak bileklerinde kanatlara sahip, hem karada hem de su altında nefes alabilen güçlü bir mutant.
Filmde MCU rollerini yeniden canlandıracak diğer oyuncular arasında Thor'un evlatlık kızı Love rolüyle India Rose Hemsworth ve Talokanil savaşçısı Attuma rolüyle Alex Livinalli yer almaktadır. Wesley Holloway ise açıklanmayan bir rolle kadroya dâhil edilmiştir. Filmde yer alacak karakterler arasında Fantastik Dörtlü'nün robot yoldaşı H.E.R.B.I.E., Reed ve Sue'nun süper güçlere sahip oğlu Franklin Richards, mutant avcısı robotlar olan Sentineller ve Latveria cadıları bulunmaktadır.
Ryan Reynolds'ın filmde Wade Wilson / Deadpool rolünü yeniden canlandırıp canlandırmayacağına dair çelişkili haberlerin ardından, Reynolds ve Hugh Jackman'ın (X-Men film serisi ve Deadpool & Wolverine'deki Logan / Wolverine) yaptıkları tanıtım katılımları, bazıları tarafından aktörlerin Doomsday'de yer alacaklarının bir onayı olarak değerlendirildi.
•Bazı sızdırılan konsept tasarımlarda ve iddialarda, Tobey Maguire'nin canlandırdığı Spider-Man'in filmde Iron Spider zırhını giyebileceği veya X-Men evreniyle bağlantılı olaylarda / savaşlarda yer alabileceği söyleniyor. Söylentiler, incursion (evrenlerin çarpışması) senaryoları nedeniyle Tobey Maguire'ın evreninin veya kendisinin büyük bir tehditle karşı karşıya kalabileceğine işaret ediyor
Temmuz 2022'de San Diego Comic-Con'da (SDCC) Marvel Studios başkanı Kevin Feige, sırasıyla 2 Mayıs 2025 ve 7 Kasım 2025'te vizyona girecek olan Avengers: The Kang Dynasty ve Avengers: Secret Wars filmlerini duyurdu. Bu filmler, MCU'nun Dördüncü, Beşinci ve Altıncı Evrelerini kapsayan "Çoklu Evren Destanı"nı sonlandıracaktı. The Kang Dynasty, Kurt Busiek tarafından yazılan ve Fatih Kang'in insanlığı köleleştirmek için zamanda yolculuk yaptığı 2001–02 tarihli çizgi roman serisinden esinlenmiştir. Jonathan Majors, Dördüncü Evre'deki birkaç proje için Kang rolüne seçildi ve her iki yeni Avengers filminde de başrol oynayacağı doğrulandı. Destin Daniel Cretton, The Kang Dynasty filminin yönetmenliği için işe alındı. İlk filmin senaryosunu Jeff Loveness, Secret Wars'un senaryosunu ise Michael Waldron yazacaktı.
Mart 2023'te Majors'ın tutuklanması ve ardından gelen saldırı iddialarının ardından MCU'daki geleceği hakkında haberler ve spekülasyonlar ortaya çıktı. Mayıs ayında başlayan 2023 Writers Guild of America grevi başlangıcında Loveness artık filmde yer almıyordu, bunun nedeninin Kang hikâyesiyle yakından ilişkili olması ve Marvel'ın bundan "uzaklaşması" olduğu bildirildi. Haziran ayında The Kang Dynasty ve Secret Wars filmlerinin vizyon tarihleri, kısmen grev öncesinde senaryoların hazır olmaması gerekçesiyle sırasıyla 1 Mayıs 2026 ve 7 Mayıs 2027'ye ertelendi. Cretton, kısmen programdaki gecikmeler nedeniyle Kasım 2023'te The Kang Dynasty'nin yönetmenliğinden istifa etti ve Waldron filmi yeniden yazmak üzere görevlendirildi. Ertesi ay Majors, üçüncü derece taciz ve dikkatsiz saldırı suçlarından suçlu bulunmasının ardından Disney ve Marvel Studios tarafından kovuldu. Stüdyo, o zamana kadar The Kang Dynasty'yi kurum içinde Avengers 5 olarak adlandırmaya başlamıştı. Şubat 2024'e gelindiğinde Majors'ın kovulmasının ardından hem Avengers 5 hem de Secret Wars, Kang'in rolünü en aza indirmek veya onu tamamen çıkarmak için yeniden yazılıyordu.
Shawn Levy, MCU filmi Deadpool & Wolverine'in (2024) yönetmenliğini üstlendikten sonra Mart 2024'e gelindiğinde stüdyonun Avengers 5 filminin yönetmenliği için en güçlü adayı hâline geldi ancak diğer projeleriyle ilgili olası program çakışmaları söz konusuydu. O yılın Mayıs ayında Marvel Studios, MCU'nun Birinci, İkinci ve Üçüncü Evrelerini kapsayan "Sonsuzluk Destanı"nda Tony Stark / Iron Man rolünü canlandıran Robert Downey Jr.'a, Victor von Doom / Doktor Doom adlı yeni karakteri canlandırmak üzere MCU'ya geri dönmesi konusunda teklifte bulundu. Downey, ancak Russo kardeşler de yönetmen olarak geri dönerse geri döneceğini söyledi. McFeely, Russo kardeşlere onları "heyecanlandıran" bir film fikriyle teklifte bulunduktan sonra Temmuz ortasına kadar hem Avengers 5 hem de Secret Wars'u yönetmek üzere ilk görüşmelere başladılar. Ayın sonunda SDCC'de, Russo kardeşlerin iki filmi yöneteceği doğrulandı. Russo kardeşler, Avengers 5'in artık Avengers: Doomsday adını taşıdığını ve her iki filmde de Downey'nin Doktor Doom rolünü üstleneceğini açıkladı. Russo kardeşler, filmleri kendi yapım şirketi AGBO aracılığıyla üretiyordu ve McFeely, Waldron ile birlikte çalışarak her iki filmin de senaristi olarak projeye katıldı.
Devam filmi
Devam filmi Avengers: Secret Wars'un 17 Aralık 2027'de vizyona girmesi planlanmaktadır. Bu filmin de senaryosu Waldron ve McFeely tarafından yazılmakta, yönetmenliğini ise Russo kardeşler üstlenmektedir. Film, MCU'nun Altıncı Evre'sini ve Çoklu Evren Sagası'nı (Multiverse Saga) sonlandıracaktır.