I oktober 2014 annoncerede Marvel en to-del efterfølger til Avengers: Age of Ultron (2015), med titlen Avengers: Infinity War. Del 1 var planlagt til at blive udgivet den 4. maj 2018, med del 2 planlagt til den 3. maj 2019. [I april 2015 annoncerede Marvel, at Anthony og Joe Russo ville instruere begge dele af Avengers: Infinity War, med back-to-back filmoptagelser forventes at begynde i 2016. Den næste måned havde Christopher Markus og Stephen McFeely underskrevet på at skrive manuskriptet til begge dele af filmen, som trækker inspiration fra Starlin's 1991 The Infinity Gauntlet tegneserie og Jonathan Hickman's 2013 Infinity tegneserie. Anthony tilføjede, at filmen var inspireret af hans 1990's film, Thanos Prince, med titlen Avengers: Infinity War.
Durham, England