Setelah Marvel resmi mengumumkan bahwa Captain Marvel akan di angkat ke layar lebar, banyak fans yang bertanya siapakah orang yang akan memerankan karakter tersebut. Namun semua terjawab ketika Marvel mengumumkan bahwa salah satu aktris Kong: Skull Island dan Room yaitu Brie Larson akan memerankan karakter tersebut. Berbicara kepada Sunday Times, dirinya menjelaskan alasan kenapa dirinya merasa cocok untuk memerankan karakter ini. Berikut pernyataannya:

“ Saya ingin membuat symbol, dengan kekuatan dan rasa humor untuk seorang wanita yang benar-benar dibutuhkan saat ini. Rasanya begitu berharga. Kita perlu untuk membuat hal yang baru, ketika wanita ingin pergi ke bioskop untuk melihat film dengan pemeran utama pria, dan pria akan pergi melihat film dengan pemeran utama wanita. Kita semua ada disini.”

Ketika hampir seluruh film Marvel hampir sebagian besar dihiasi oleh para pemeran utama pria, Marvel sepertinya ingin membuat sebuah terobosan baru dengan membuat karakter superhero yang diperankan oeh wanita. Ini tentu akan menjadi film solo pertama Marvel yang diperankan oleh seorang wanita. Sebagai Captain Marvel, Larson harus bermain sebagai karakter superhero yang memiliki jiwa manusiawi yang sangat tinggi, dan juga dirinya harus bisa menjadi seorang pahlawan yang baik dalam arti fisik dan mental. Selain itu dirinya mengungkapkan bahwa peran ini sangatlah penting bagi karirnya, karena sejak ini adalah mimpinya yang jadi kenyataan untuk memerankan karakter superhero. Sebenarnya ini bukan karakter pertama Marvel yang diperankan oleh wanita, selain Captain Marvel ada juga karakter TV seperti Jessican Jones dan Agent Peggy Carter, sedangkan untuk karakter film ada juga Black Widow dan Scarlet Witch. Namun untuk Carol Danvers ini akan menjadi film solo pertamanya yang dibintangi oleh soerang wanita.

Karakter Captain Marvel dikenal juga dengan nama Miss Marvel dan bernama asli Carol Danvers. Saat bekerja sebagai pilot militer, Danvers tiba-tiba menerima kekuatan super setelah DNA-nya terpengaruh makhluk asing Kree dalam sebuah ledakan Ia bisa terbang dan mengeluarkan tembakan energi dari tangannya, juga merupakan seorang ahli bertarung dengan tangan kosong. Dalam sebuah misi, Danvers ditangkap oleh alien Brood. Terkejut dengan fisik Danvers yang separuh Kree, separuh manusia, para Brood melakukan eksperimen kepada si pilot wanita. Akibatnya, potensi Kree milik Carol naik ke titik tertinggi, mengubahnya menjadi makhluk bertenaga kosmik yang sangat kuat, karena terhubung dengan sebuah lubang putih.