Tháng 5 năm 2017, Robert Downey và tổ chức từ thiện của anh mang tên Random Act Funding đã hợp tác với Omaze để tổ chức một cuộc thi, trong đó người thắng cuộc sẽ được lựa chọn ngẫu nhiên từ những người quyên góp tiền và sẽ nhận được một chuyến thăm phim trường Cuộc chiến vô cực.[129] Công ty kỹ xảo Legacy Effects đã chế tác một bức tượng Thanos mang kích thước thật và trưng bày nó tại sự kiện D23 Expo 2017,[130] bên cạnh các bức tượng của Black Order/"Lũ trẻ nhà Thanos": Corvus Glaive, Proxima Midnight, Ebony Maw và Cull Obsidian.[75] Ngoài ra, Feige, Joe Russo, Downey, Brolin, Bettany, Olsen, Klementieff, Gillan, Bautista, Cheadle, Mackie, Cumberbatch, Stan, Holland, Boseman, Ruffalo và Hemsworth đều có mặt tại D23 Expo để giới thiệu một clip đánh dấu mốc 10 năm của loạt phim MCU, bên cạnh trích đoạn ngắn từ Cuộc chiến vô cực.[28] Trích đoạn này được chiếu độc quyền cho một nhóm khán giả[131] và nhận được phản hồi mạnh mẽ từ họ, người hâm mộ tỏ ra phấn khích đến nỗi "đôi chân của họ nhảy cẫng lên khi xem trích đoạn kể trên."[131][132] Cây viết Julia Alexander của trang web Polygon nhận xét "có quá nhiều thứ xảy ra" trong trích đoạn và "cuối cùng thì dường như Marvel đã làm phim theo cách mà hãng luôn mong muốn—và cũng là thứ mà chúng ta luôn muốn thưởng thức."[132] Eric Eisenberg của CinemaBlend nói rằng trích đoạn làm ông "lắc lư theo đúng nghĩa đen" và phim có vẻ "là một trong những bom tấn sử thi lớn nhất từng được thực hiện."[133] Haleigh Foutch viết cho tờ Collider miêu tả phim là một "tác phẩm điện ảnh thuần sử thi, u tối và kịch tính. Rõ ràng là Marvel đang cố làm thứ gì đó khác biệt ở đây... để xứng đáng với công kể chuyện và xây dựng thế giới trong cả một thập niên. Khó mà nói được gì từ thời lượng 2 phút của trích đoạn, [nhưng] chắc chắn rằng canh bạc trên đã thành công."[134] Trích đoạn ngắn tại D23 còn được tái chiếu tại sự kiện San Diego Comic-Con 2017.[135] Sau hai buổi họp mặt giới thiệu, Avengers: Cuộc chiến vô cực đã tăng hơn 90.000 cuộc thảo luận mới trên mạng xã hội trong khoảng thời gian từ ngày 17 đến 23 tháng 7; đây là bộ phim hút khách thứ ba lúc bấy giờ, xếp sau Thor: Tận thế Ragnarok và Liên minh Công lý (2017), theo thống kê từ comScore và hãng dịch vụ con là PreAct.[136] Cuộc chiến vô cực trụ ở vị trí số ba trong tuần kế tiếp với hơn 41.000 thảo luận mới qua mạng xã hội, đứng sau Thor: Tận thế Ragnarok và Chú hề ma quái (2017).[137] Đến tuần lễ bắt đầu từ ngày 16 tháng 10, Cuộc chiến vô cực đã có tổng cộng hơn 679.000 lượng tương tác trên mạng xã hội.[138]

Nhằm quảng bá trailer phim đầu tiên, Marvel đã cho phát hành một video tuyển tập có chứa các phân cảnh thuộc trailer của những tác phẩm cũ kể từ Người Sắt (2008), nó "gộp những phản ứng của người hâm mộ xem video trước các trailer đó".[139] Trailer đầu tiên cho Avengers: Cuộc chiến vô cực ra mắt trên chương trình Good Morning America vào ngày 29 tháng 11 năm 2017.[140] Josh Spiegel của tạp chí The Hollywood Reporter nhận xét: "Phần quan trọng nhất của trailer là cách nó giới thiệu ý tưởng vừa cẩn thận vừa có chủ ý rằng những bộ phim Cuộc chiến vô cực sẽ có chức năng như việc truyền một bó đuốc, từ một Biệt đội Avengers đến một nhóm khác mới mẻ hơn".[141] Cây bút Scott Mendelson của tạp chí Forbes lưu ý rằng dù cho trailer không khác nhiều so với trích đoạn triệu tập chiếu hồi đầu năm, nó vẫn "cực kỳ ấn tượng". Hơn thế nữa, trailer còn sử dụng bài phát biểu 'Sáng kiến Avengers' lớn của Nick Fury hòa với bản nhạc chủ đề Avengers của Alan Silvestri nhằm tạo nên một ấn tượng tuyệt vời."[142] Trái ngược với Mendelson, Alexander bình luận về chiến lược tiếp thị khác nhau của phim giữa trích đoạn cảnh triệu tập và những cảnh trên trailer, thấy rằng "cả hai chẳng thể khác biệt hơn là bao." Cô cho rằng trích cảnh triệu tập (dự định dùng để làm hài lòng khán giả bị kích thích với những dự đoán) ra rạp giữa Vệ binh dải Ngân Hà 2 (2017) và Thor: Tận thế Ragnarok, đồng thời chú tâm chủ yếu vào Thor và đội Vệ binh, trong khi đó trailer (thiết kế để giải thích phim cho khán giả phổ thông) có sự xuất hiện chủ yếu của Black Panther và Wakanda. Alexander cho rằng chuyện này không thể thành hiện thực bởi hãng Disney đã cho bổ sung chiến lược tiếp thị cho Black Panther: Chiến binh Báo Đen diễn ra sau khi những cảnh triệu tập được bổ sung vào nội dung của trailer.[143] Gael Cooper của CNET nhận định rằng trailer đã gần đạt mốc 500.000 lượt xem trong 15 phút đầu tiên sau khi được đăng tải lên YouTube, nhưng đặt dấu hỏi rằng liệu trailer có làm sập trang web này không sau khi bộ đếm lượt xem bị kẹt ở con số 467.331.[144] Kế đó trailer đã được theo dõi 230 triệu lần trong 24 giờ đăng tải đầu tiên, trở thành trailer có nhiều lượt xem nhất lúc bấy giờ, phá vỡ kỷ lục của Chú hề ma quái.[145]

Tháng 1 năm 2018, Marvel Comics đã cho xuất bản bộ truyện tranh tiền truyện dài 2 tập có tựa đề Avengers: Infinity War Prelude nhằm tạo cầu nối giữa Captain America: Nội chiến siêu anh hùng và Avengers: Cuộc chiến vô cực.[146] Một quảng cáo cho Cuộc chiến vô cực đã lên sóng trong chương trình Super Bowl LII và tạo nên cú hích lớn nhất trên nền tảng mạng xã hội trong tất cả các bộ phim được quảng cáo theo hai đơn vị thống kê là comScore và United Talent Agency, thu hút tới 17,6 triệu lượt xem trên cả YouTube và Facebook.[147] Ngày 27 tháng 2, Disney công bố chiến dịch từ thiện mang tên "Marvel: The Universe Unites", mở đường cho việc phát hành những sản phẩm phụ kiện đi kèm bộ phim vào ngày 3 tháng 3. Sự kiện kéo dài trong một tuần lễ, chứng kiến nhiều ngôi sao trong phim lập ra các thử thách trên mạng xã hội với mục đích quyên tiền, nâng cao nhận thức về các hoạt động thiện nguyện nhằm hỗ trợ trẻ em cùng các gia đình bị ảnh hưởng bởi những căn bệnh hiểm nghèo. Marvel dự kiến quyên góp 250.000 USD cho quỹ từ thiện Starlight Children's Foundation nếu tất cả những bài đăng này đạt 1 triệu lượt thích gộp lại, bên cạnh đó Disney dự định quyên góp 10% tổng doanh số bán hàng từ Disney Store của Marvel tại Hoa Kỳ và trên nền tảng trực tuyến vào dịp cuối tuần ngày 3 tháng 3 cho quỹ Make-A-Wish Foundation, với con số lên tới 50.000 USD. Hasbro và Funko mỗi đơn vị đã lần lượt quyên góp 1 triệu USD tiền mặt và sản phẩm cho các quỹ Give Kids the World Village và Starlight.[148]

Ngày 16 tháng 3, trailer thứ hai của phim được đăng tải trên YouTube và chỉ mất chưa đầy 3 giờ đồng hồ để nhanh chóng vượt qua con số 1 triệu lượt xem.[149] Alyssa Rosenberg của báo The Washington Post không quá hào hứng với một bộ phim siêu anh hùng khác có "những kẻ phản diện được đầu tư nặng về kĩ xảo hoặc cảnh một vật thể bí ẩn khác bay lơ lửng trên bầu trời Manhattan", nhưng thấy rằng trailer làm cô nhận ra "rằng tôi thật sự mong muốn được nhìn thấy [các nhân vật của MCU] làm quen với nhau".[150] Spiegel nhất trí với Rosenberg về khoản tương tác tiềm năng giữa các nhân vật, nhưng cảm thấy "thật phô trương" khi có quá nhiều "màn giới thiệu hoặc kết hợp những anh hùng theo lối crossover trong một bộ phim điện ảnh như vậy".[151] Trailer thứ hai cán mốc 179 triệu lượt xem trong 24 tiếng đầu tiên và trở thành trailer có nhiều lượt xem cao thứ ba lúc bấy giờ, chỉ sau trailer đầu tiên của phim và Chú hề ma quái, đồng thời là trailer thứ hai có lượng theo dõi khổng lồ nhất, xô đổ kỷ lục của Người đẹp và quái vật (2017) với 128 triệu lượt xem.[152] Một tuần trước khi tác phẩm ra rạp, tòa nhà Burj Khalifa đã phát sáng các cảnh trong trailer phim mỗi đêm, nhằm đếm ngược thời gian mà Cuộc chiến vô cực ra mắt.[153] Marvel còn tổ chức một số sự kiện ăn theo trên 7 trò chơi điện tử của hãng để quảng bá bộ phim.[154] Đầu tháng 5, Marvel và Epic Games công bố mẫu "Infinity Gauntlet Limited Time Mashup" cho trò chơi điện tử Fortnite Battle Royale, nơi người chơi có thể tìm thấy Găng tay Vô cực ẩn trong bản đồ trò chơi và trở thành Thanos với những năng lực phụ đi kèm. Anh em nhà Russo cũng là người hâm mộ của Fortnite và từng tiếp cận Donald Mustard, giám đốc sáng tạo toàn cầu của Epic Games nhằm bàn về tiềm năng của một dự án crossover giữa hai nhãn hiệu trò chơi.[155] Ngày 20 tháng 1, Little, Brown and Company đã cho xuất bản cuốn Marvel's Avengers: Infinity War: Thanos – Titan Consumed do Barry Lyga chắp bút. Mặc dù không nằm trong khối tác phẩm thuộc MCU của Marvel Studios, cuốn tiểu thuyết mang đề tài khám phá nguồn gốc của Thanos trước khi diễn ra các sự kiện trong phim. Lyga đã bàn bạc với Marvel Studios để có được "một chân dung phác thảo của Thanos và ý nghĩa của nhân vật với các bộ phim".[156]

Tổng thể, hãng Disney đã chi khoảng 150 triệu USD cho chi phí in ấn và quảng cáo cho bộ phim.[157] Những đối tác tiếp thị khác cho phim còn có Coca-Cola, Quicken Loans và dịch vụ Mortgage của hãng, chiếc xe Infiniti QX50 (cũng góp mặt trong phim), Ziploc, Go-Gurt, Yoplait, Synchrony Bank, American Airlines và Stand Up to Cancer. Những đối tác tạo quảng cáo trên truyền hình "lấy cảm hứng bởi hoặc có sự xuất hiện của các nhân vật hoặc chủ đề trong phim", những sáng kiến tương tác qua kĩ thuật số và sự hiện diện của nhiều mặt hàng tại nhiều cửa hàng bán lẻ. Các nhãn hàng như Duracell, Unilever, Quaker Oats Company, Chevron và Samsung đã ra sức vận động các chương trình khuyến mãi ở những thị trường quy mô nhỏ hơn. Coca-Cola, Ziploc, Go-Gurt và Yoplait cùng sáng tạo nên những vỏ bao bì đặc biệt nhằm ủng hộ Cuộc chiến vô cực: Synchrony tiến hành chiến dịch "Save Like a Hero" (Giải cứu như một người hùng), còn Stand Up to Cancer và American Airlines thì phát động chiến dịch tầm cỡ quốc gia với một phát ngôn dịch vụ công cộng (PSA), có sự xuất hiện của Johansson và Hemsworth. Tại Anh, hãng điện tử OnePlus đã cho phát hành một phiên bản Cuộc chiến vô cực nằm trong số các mặt hàng điện thoại thông minh của hãng. Tờ Deadline Hollywood ước tính chi phí tiếp thị trên truyền thông cho Cuộc chiến vô cực là 150 triệu USD, lớn nhất so với bất kì phim Marvel nào khác, riêng Coca-Cola đã góp tới khoảng 40 triệu USD.[158]