Il protagonista sarà
Chris Hemsworth, visto nelle prime scene di Star Trek Quello Prima nel ruolo del padre di Kirk (come Donald Blake potrebbe starci, ma come Thor non so, vedremo).
Anthony Hopkins sarà Odino!
Natalie Portman, divenuta famosa grazie al suo ruolo nei film di Guerre Stellari e in V per Vendetta, sarà Jane Foster.
Rene Russo sarà Frigga,
Jaimie Alexander invece sarà Sif.
Tom Hiddleston interpreterà l'infido Loki, e
Samuel L. Jackson apparirà anche qui a riprendere il suo ruolo di Nick Fury
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