La decisión más importante fue ocupar el puesto de director en este caso. Joe Johnston, quien dirigió «First Avenger», no regresó para la secuela. Marvel, en cambio, recurrió a directores prometedores que aún no habían realizado un éxito de taquilla. Aterrizaron en los hermanos Russo, un dúo conocido por trabajar en programas como «Community» y «Arrested Development» que, sobre el papel, no parecían en absoluto la elección obvia para abordar una película de cómics de gran presupuesto. Sin embargo, esta resultaría ser una de las decisiones más importantes que tomaría Marvel Studios.
«Para nosotros, cuando supimos que se trataba de la historia de Winter Soldier, no podíamos correr más rápido hacia la reunión en Marvel», dijo Joe Russo en una entrevista de 2014 desde el set de la película. Al final, Marvel sintió que eran los adecuados para el trabajo (en parte gracias a una amable palabra de Steven Soderbergh). Hablando un poco más, Russo reveló las películas que los inspiraron a crear la película:
«Ciertamente hay un elemento muy fuerte de espionaje como un thriller político. Quiero decir que esta película se basa en ‘La conexión francesa’ y ‘La conversación’ y ‘Tres días del cóndor’ y todos estos thrillers de los años 70 de una manera que Hay paranoia y desconfianza en el corazón de la película».
Esas fueron, por decir lo menos, influencias inesperadas para una película de cómics de Marvel. Pero concordó con lo que Marcus y McFeely pusieron en la página y ayudó a diferenciar la película. Hicieron que los actores entrenaran duro. Intentaron hacer que las peleas parecieran y se sintieran reales. Como explicó Anthony Russo en la misma entrevista:
«La película se rodó en gran medida con un estilo muy auténtico, lo cual es único en las películas de Marvel. Realmente aceptaron el enfoque, y es un enfoque muy experimental. Es un enfoque muy fundamentado. Hay una fuerte ventaja en la película. Es muy visceral. Tiene mucha acción, pero creo que definitivamente es un movimiento, tonalmente, en una dirección diferente. Es simplemente genial poder agregar otro color al pastiche de estas películas».