Steve Rogers, czyli Kapitan Ameryka, po raz kolejny podejmuje się misji uwolnienia zakładników z rąk współczesnych piratów. Wkrótce odkrywa, że jego koleżanka, agentka Natasha Romanoff (Black Widow), otrzymała od przełożonych inne, tajne zadanie. Kapitan zostaje wtajemniczony w sekrety projektu Illumination, którego celem jest eliminowanie przestępców jeszcze przed popełnieniem zbrodni, a także identyfikowanie terrorystów na podstawie ich DNA.

Film Kapitan Ameryka: Zimowy Żołnierz był dziewiątą produkcją wchodzącą w skład filmowego uniwersum Marvela. Za reżyserię odpowiadali bracia Anthony i Joe Russo, a scenariusz oparto na komiksach autorstwa Jacka Kirby’ego i Joe Simona. To właśnie z nich zaczerpnięto nowy wygląd kostiumu Kapitana Ameryki. W czerwcu 2013 roku Henry Jackman ogłosił, że skomponuje muzykę do drugiej części serii i poświęcił na jej stworzenie sześć miesięcy. W filmie pojawił się również Georges St-Pierre, były mistrz UFC w wadze półśredniej, który wcielił się w postać Batroca.

Oprócz tradycyjnego dla Marvela humoru sytuacyjnego film zawiera także elementy satyry. Podczas spotkania Rady Światowej można dostrzec parodie światowych przywódców, w tym postać wzorowaną na Angeli Merkel, której charakterystyczne gesty i styl ubioru zostały wiernie odwzorowane. Bracia Russo zdecydowali się w tej części na bardziej dynamiczne i rozbudowane sceny walki, by nadać produkcji większego realizmu i dramaturgii.