Il film è uscito nelle sale italiane in contemporanea mondiale, anche in versione 3-D, venerdì 22 luglio 2011 su distribuzione Universal Pictures International Italy. Il film ha avuto due seguiti, "Captain America: The Winter Soldier" (2014) e "Captain America: Civil War" (2016).

Inizialmente i diritti appartenevano alla Fox che contava di mettere in cantiere il film per l'estate 2005. Alla regia era stato scritturato Nick Cassavetes, mentre come protagonista era stato messo sotto contratto Brad Pitt (in Rete si trovano ancora alcune foto dell'attore con i capelli ancora lunghi dopo le riprese di Troy e con alle spalle un teaser poster di Steve Rogers). A causa di problemi mai precisati la produzione è slittata di qualche anno, perdendo sia Pitt che Cassavetes, rimpiazzato da Joe Johnston. Per il ruolo di Peggy Carter il regista fece mettere sotto contratto Emily Blunt con cui aveva lavorato in "Wolfman", ma a poche settimane dalle riprese l'attrice ha rescisso il contratto dando così via libera ad Hayley Atwell, reduce dal successo della serie "I pilastri della Terra".

La scelta del protagonista ha comportato lunghi ed estenuanti casting, terminati solo a pochissimi girni dal primo ciak. Abbandonata l'idea di poter avere un divo di primissima fascia si è deciso di puntare con decisione su Chris Evans, ma la riluttanza dell'attore ha fatto si che altri nomi fossero tenuti in caldo fino all'ultimo momento (ad un certo punto sembrava che la rosa dei candidati fosse ristretta a Scott Porter, Mike Vogel, Chace Crawford e John Krasinski). Durante il Comic-Con di San Diego nel luglio 2010 Evans ha dichiarato: "Inizialmente non ne volevo sapere. sono già stato per 2 volte la Torcia Umana, ho interpretato altri personaggi tratti da fumetti come Scott Pilgrim vs The World e The Losers, e come se non bastasse ho da poco girato uno spot per la regia di Frank Miller in cui interpreto una specie di Ghost Rider. Credevo di aver già dato ma dopo una chiacchierata con Joe (Johnston) e con gli altri ragazzi della Marvel ho firmato. Anzi, direi proprio che mi hanno fregato visto che mi hanno fatto firmare per 6 film (3 su Captain America e 3 sui Vendicatori). Le cose peggiori sono state le dolorosissime cerette al petto a cui mi sono dovuto sottoporre e anche l'orrendo parrucchino che mi hanno costretto ad indossare ma a Chris Hemsworth con la parrucca di Thor è andata ben peggio!".

Questo è l'ultimo film targato Marvel Studios ad essere distribuito dalla Paramount; i diritti per gli altri film in cantiere a partire da I Vendicatori infatti sono infatti della Disney. Non tutti i personaggi del mondo Marvel però fanno parte del "pacchetto": gli X-Men ad esempio appartengono alla Fox, Spider-Man alla Sony. Inizialmente era previsto un cameo di Wolverine e di Magneto, ma proprio per problemi legati ai diritti questa parte è stata eliminata dallo script.

Dopo i titoli di coda del film è presente un teaser trailer del successivo "The Avengers" di Joss Whedon, in cui compaiono gli attori Robert Downey Jr. (Tony Stark), Chris Evans (Steve Rogers / Captain America), Chris Hemsworth (Thor), Mark Ruffalo (Bruce Banner), Scarlett Johansson (Natasha Romanoff / Vedova Nera), Jeremy Renner (Clint Barton / Occhio di Falco), Clark Gregg (Ag. Phil Coulson), Cobie Smulders (Ag. Maria Hill), Tom Hiddleston (Loki) e Samuel L. Jackson (Nick Fury).
Samuel L. Jackson, Chris Evans e Robert Downey Jr. sono doppiati rispettivamente da Paolo Buglioni, Marco Vivio e Angelo Maggi.