Alors que la Phase 1 de Marvel Studios se déroulait sur un temps assez compressé (on a entre un et deux ans entre Iron Man et Avengers), la ligne temporelle de cet univers devrait faire un bon avec Captain America: The Winter Soldier. Iron Man 3 se déroule quelques mois après Avengers, mais on apprend dans une interview de CBR que la suite de Captain America se déroulera deux ans après Avengers.
Jusque là on nous disait que le film reprenait après Avengers, mais pas exactement. C'est Scarlett Johansson qui révèle que le temps écoulé entre les deux films est réel dans l'histoire, et que Steve Rogers et Natasha Romanoff (Captain America et Black Widow) travaillent ensemble pour le SHIELD depuis. Ainsi leur relation a eu le temps d'évoluer par rapport à leur rencontre, et on peut s'attendre à une complicité, de l'amitié et pourquoi pas (vu les photos de tournage) une relation amoureuse.
Concernant le personnage de Cap (Chris Evans), le réalisateur Joe Russo affirme que c'est fini le temps où on jouait sur son incompréhension du monde moderne. Aujourd'hui il a un téléphone portable et sait s'en servir, et la corde humoristique vient d'ailleurs : Anthony Mackie en Faucon qui est assez présent dans le film. Black Widow sera elle aussi très présente, tout comme dans la suite d'Avengers puisque Joss Whedon a affirmé vouloir mettre en avant les personnages qui n'ont pas leur propre franchise.