I viaggi nel tempo in Avengers: Endgame sono stati la maggiore difficoltà che i due registi si sono trovati ad affrontare, e questo perchè necessitavano di spiegazioni ulteriori dopo le primissime proiezioni del film, destinate a un pubblico ristretto di persone che lavorano per la Disney.
Joe ed Anthony Russo l'hanno svelato durante un Q&A con i fan, dal quale è emerso che le nozioni popolari sui viaggi nel tempo avevano reso obbligatorio far sì che lo stratagemma usato dagli Avengers per sconfiggere Thanos fosse il più chiaro possibile. Il problema principale riguardava una pietra miliare del genere: "Ritorno al futuro è talmente onnipresente che le sue regole sono apparse altrove nella cultura popolare", ha detto Joe Russo. "Sono talmente fissate nella mente del pubblico, cosa che noi abbiamo sottovalutato quando abbiamo deciso di affrontare l'argomento tramite la fisica quantistica."
Una sequenza in particolare, stando ai registi, creava problemi al pubblico test in Avengers: Endgame: quella in cui la Nebula del 2023, alleata degli Avengers, uccide la sua controparte malvagia proveniente dal 2014. Gli spettatori si aspettavano che la versione del presente si smaterializzasse, il che ha spinto i registi e gli sceneggiatori ad aggiungere la scena in cui James Rhodes propone di uccidere Thanos quando è ancora un bambino e Bruce Banner ribatte che i viaggi nel tempo non funzionano così: cambiare il passato non altera il presente. "Quello scambio di battute è basato sulle nostre conversazioni per spiegare la logica del film", ha affermato Joe Russo, mentre la reazione di Scott Lang - "Quindi Ritorno al futuro è una stronzata?" - è la rielaborazione del commento di uno scienziato che ha fatto da consulente per gli elementi legati alla fisica quantistica. Anche la scena in cui l'Antico spiega a Banner il concetto delle linee temporali alternative - l'unico modo in cui le azioni degli Avengers avrebbero un qualche impatto sugli eventi - è stata girata per rendere esplicite le modalità del viaggio nel tempo, sempre a causa delle reazioni al momento in cui Nebula uccide il suo doppio proveniente dal passato.