L’Incroyable Hulk se termine sur une bataille monumentale dans laquelle Hulk doit sauver New York et ses habitants de la fureur de L’Abomination. Kirk M.Petruccelli se souvient :« Quand Louis m’a dit qu’il voulait que le climax du film se déroule à Harlem devant l’Apollo Theater, j’ai répondu “ OK, mais il va falloir le reconstruire en studio ”. Personne ne nous aurait jamais autorisés à lancer des voitures,provoquer des explosions, salir et semer le chaos dans ce lieu historique pendant deux semaines ! »
Après avoir exploré différents lieux de tournage potentiels, les cinéastes ont finalement choisi de filmer la séquence dans trois endroits différents sur une période de plusieurs semaines. Surnommée « la plus grosse bagarre de bar de l’Histoire » par le superviseur des effets visuels Kurt Williams, la bataille entre les deux titans a été une des séquences les plus complexes du film et a nécessité la création et l’intégration de près de 80 plans à effets visuels. Kurt Williams commente :« Cette séquence a demandé une collaboration très étroite entre les décorateurs et l’équipe des effets visuels. Là où va Hulk, il y a toujours de l’action, et pour nous la difficulté était de créer l’image la plus réaliste possible en combinant les décors réels avec les images créées par ordinateur.» Pour recréer Harlem, les cinéastes ont choisi une partie de Yonge Street à Toronto.

À la mi-septembre, la production a reçu l’autorisation de fermer la rue sur quatre pâtés de maisons pendant quatre nuits. La première et la deuxième équipe ont travaillé en collaboration avec les départements des effets visuels, des effets spéciaux et des cascades pour planifier la séquence de combat qui a nécessité des centaines de figurants et de très nombreux effets pyrotechniques. Pour servir de décor à la bataille où des dizaines de voitures et de bus sont projetés et complètement détruits, les décorateurs ont fabriqué plusieurs façades et devantures, dont celle de l’Apollo Theater et sa légendaire marquise, puis les ont placés sur toute la longueur de la rue. Avec l’aide des effets visuels, les destructions engendrées par la confrontation des deux géants se sont poursuivies sur deux pâtés de maisons de Hamilton où
Kirk M. Petruccelli et son équipe ont construit sur plusieurs parkings des répliques de façades d’immeubles de Harlem qui sont détruits pendant le violent combat sur la route.
Louis Leterrier et les producteurs ont d’ailleurs surnommé cette route « Abomination Alley »...
L’affrontement culmine sur la place du palais de justice construite sur un backlot des Toronto Films Studios. En plus de servir de champ de bataille, le décor devait aussi être le lieu d’un crash d’hélicoptère. Les décorateurs ont moulé pendant des mois des briques cassées, des « pierres » et des « marbres » en plâtre, et des tuiles en vermiculite qui permettent aux acteurs et aux membres de l’équipe de tournage de rester à l’abri des projections. A Toronto, les cinéastes ont aussi utilisé comme décors le campus de l’université locale, le Morningside Park et le quartier financier de la ville. Les intérieurs comme l’usine de mise en bouteilles et le laboratoire de Banner ont été filmés dans les Toronto Films Studios. Plusieurs scènes ont aussi été filmées sur la base de la Canadian Air Force de Trenton, dans l’Ontario, et sur un glacier près de Bella Coola en Colombie Britannique.

Pendant le tournage, les acteurs et toute l’équipe se sont vite habitués à voir leur réalisateur aux commandes de ses grues télescopiques de 4,5 mètres,9 et 15 mètres.
Edward Norton se souvient :« Louis utilise la technocrane comme d’autres la caméra à l’épaule. Il a un travail de caméra vraiment très dynamique ! Entre lui et ses grues, c’est le grand amour...»
Louis Leterrier déclare : « Avec ce film, je voulais faire vivre aux spectateurs une aventure forte en émotions et en adrénaline. Du début à la fin, ils sont pratiquement dans la peau de Banner, ils sont littéralement dans ses chaussures quand il prend la fuite dans la favela, et à côté de lui grâce aux caméras placées sur des câbles pendant la poursuite en moto. Pour sentir la transformation quand il devient Hulk, la technocrane était nécessaire. Elle nous a permis de courir aussi vite que lui et de voir les choses comme il les voit, c’est-à-dire de très haut.Vous avez vraiment l’impression d’être Hulk, de bouger comme lui, d’être rapide, puissant, et de pouvoir projeter au loin tout ce qui vous entoure. C’est une expérience unique,“ l’expérience Hulk ”totale ! »
Edward Norton explique : « Depuis des dizaines d’années, les gens sont toujours aussi fascinés par cet homme torturé qu’est Bruce Banner et par son puissant alter ego, Hulk, parce qu’ils espèrent tous le voir un jour découvrir l’antidote. Ils veulent le voir redevenir une personne normale et ne plus être un fugitif hanté et traqué. C’est un homme qui a tout perdu. Cet aspect-là nous touche, au-delà de la fascination pour la puissance du personnage et du côté super-héros.»
Stan Lee conclut :« C’est fantastique de voir que ce personnage suscite encore autant d’intérêt après toutes ces années. Maintenant Hulk revient sur les écrans dans un film que le public et les fans vont adorer. Je me demande combien il y aura de suites... En tout cas, je vais essayer de rester en bons termes avec les gars de Marvel, comme ça je pourrai toujours faire de nouvelles apparitions dans les prochains volets des aventures de Hulk ! »