Za reżyserię odpowiadał Jon Favreau, a do napisania scenariusza został zatrudniony Justin Theroux. Producentem był Kevin Feige. W tytułowej roli powrócił Robert Downey Jr., a obok niego w rolach głównych wystąpili: Gwyneth Paltrow jako Pepper Potts, Don Cheadle jako James Rhodes, Scarlett Johansson jako Natasha Romanoff, Sam Rockwell jako Justin Hammer, Mickey Rourke jako Ivan Vanko i Samuel L. Jackson jako Nick Fury.
Film jest sequelem filmu Iron Man z 2008, a jego kontynuacja Iron Man 3 miała premierę w 2013 roku. Poza Downeyem Jr. swoje role z poprzedniego filmu powtórzyli Paltrow i Jackson oraz Jon Favreau jako Happy Hogan, Paul Bettany jako głos J.A.R.V.I.S.’a, Clark Gregg jako Phil Coulson i Leslie Bibb jako Christine Everhat. Ponadto Cheadle zastąpił w roli Terrence’a Howarda. W lipcu 2017 roku zostało ujawnione, że dziecko z maską Iron Mana uratowane przez Tony’ego Starka w filmie Iron Man 2 to Peter Parker, zagrał go wtedy Max Favreau.
Film został zapowiedziany zaraz po premierze pierwszej części Iron Man w 2008 roku. Zdjęcia do filmu rozpoczęły się w kwietniu i trwały do lipca 2009 roku.
Thor (2011) mały|skaluj=0.65|Kenneth Branagh, reżyser filmu Thor.