Mới đây, vào ngày 12/1, Christian Bale đang thảo luận với đạo diễn Taika Waititi để có một vai diễn không được tiết lộ trong Thor: Love And Thunder. Nếu nam diễn viên chính thức ký hợp đồng, anh sẽ là một trong những diễn viên hiếm hoi chuyển từ vũ trụ DC sang Marvel, sau khi đóng vai Bruce Wayne / Batman trong bộ ba Dark Knight của Christopher Nolan.
Ngoài ra, Chris Hemsworth cũng được xác nhận một lần nữa sẽ trở lại với tư cách là vị thần Asgardian cùng với Tessa Thompson trong vai Valkyrie và Natalie Portman trong vai Jane Foster. (Jane cũng sẽ cầm cây búa như Thor trong lần xuất hiện này). Waititi cũng sẽ trở lại sau Thor: Ragnarok và ngoài việc viết và chỉ đạo, anh cũng một lần nữa cũng sẽ có thể xuất hiện trong phim.
Như đã nói ở trên, Thor: Love and Thunder đánh dấu sự trở lại chính thức của Natalie Portman với vai Jane Foster. Sau khi xuất hiện trong Thor: The Dark World, Portman đã quyết định tạm dừng việc làm bất kỳ bộ phim MCU nào nữa. Nhưng cuối cùng, cô cũng quay trở lại. Điều này đã được xác nhận chính thức tại San Diego Comic-Con 2019 khi Portman bước lên sân khấu và đạo diễn Taika Waititi đưa cho cô một chiếc Mjølnir, đồng thời xác nhận rằng Jane sẽ trở thành The Mighty Thor trong bộ phim này.
Waititi trước đây đã nói với EW rằng anh ấy đã hoàn thành bản nháp đầu tiên của Thor 4 và dự kiến sẽ khởi quay vào cuối năm nay để kịp ngày phát hành vào 5/11 năm 2021.