Captain America: The Winter Soldier adalah sekuel dari Captain America: The First Avenger (2011) yang berfungsi sebagai lanjutan dari The Avengers (2012). Di sini Steve Rogers/Captain America berjuang di dunia modern bersama Black Widow/Natasha Romanoff untuk menangkap musuh yang dikenal sebagai The Winter Soldier. Banyak adegan aksi yang menegangkan dan special effect menawan dalam filmnya, seperti visualisasi efek pada pesawat kepunyaan S.H.I.E.L.D, Helicarrier Bay yang hancur ketika diserang. Lalu penonton diperlihatkan bagaimana Peggy Carter, kekasih Steve Rogers di masa lalu yang sudah menjadi wanita tua sedang terbaring di tempat tidur. Salah satu visualisasi efek tersebut menggunakan software Lola VFX dengan cara memindahkan fitur wajah seorang wanita tua ke wajah Hayley Atwell (Peggy yang masih muda) tanpa make up dan hanya diberikan penanda pada bagian wajah tertentu.
Selain visual efek Lola VFX, ada juga visual efek lainnya yaitu menggunakan visual efek Scanline VFX pada saat Steve Rogers duel melawan Quinjet. Rogers yang ternyata dijadikan target oleh para petinggi S.H.I.E.L.D, berencana kabur dari markas dan kejaran para agen S.H.I.E.L.D. Pada saat ia sampai jembatan, ada Quinjet yang menghadangnya. Dengan terpaksa, iapun harus melawan Quinjet tersebut seorang diri. Dengan beberapa ancaman seperti ditembaknya Cap dengan guntling gun dan spikes trap dari Quinjet, penggunaan Scanline VFX sangat berfungsi di sini. Ada juga sedikit penambahan CG pada saat Cap menghancurkan Quinjet.
Selain itu, ada tokoh baru yang dikenalkan di sini, yaitu Falcon yang diperankan oleh Anthony Mackie yang membantu Cap untuk melawan S.H.I.E.L.D. Karena pembuatan karakter Falcon yang hampir sama dengan Iron Man maka efek visual untuk bagiannya diserahkan pada ILM yang sudah berpengalaman. Pembuatan visualisasi efek untuk Falcon terbilang lebih mudah ketimbang Iron Man karena pergerakan Falcon lebih lambat dari Iron Man. Tetapi, Falcon cukup lincah dan fleksibel ketika ia sedang terbang, karena superhero Afro-Amerika ini mempunyai sayap exoskeleton yang fleksibel, lihat saja pergerakannya ketika ia melawan Helicarrier dan Quinjet. Walaupun pada akhirnya sayap Falcon patah karena dihancurkan oleh Winter Soldier.
Kualitas efek visual dalam film ini diapresiasi tinggi oleh para pengamat yang membuatnya masuk menjadi nominasi Best Visual Effect di ajang Academy Awards 2015 bersama dengan para kompetitornya yaitu Dawn of the Planet of the Apes, Guardian of The Galaxy, Interstellar, dan X-MEN: Days of Future Past. Meski penghargaan tersebut jatuh kepada Interstellar, toh Captain America: The Winter Soldier membuktikan bahwa jika aspek cerita dan visual digarap lebih rapih dibanding film pertamanya, sebuah sekuel bisa lebih baik dari pendahulunya.