Orphelin, le jeune James Barnes s'engage dans l'armée de terre des États-Unis et devient l'ami de Steve Rogers, secrètement devenu Captain America. Après avoir découvert l'identité secrète de Rogers, James l'aide dans de nombreuses missions, sous le nom de code de « Bucky ». Il fait partie de diverses équipes pendant la Seconde Guerre mondiale, comme les Envahisseurs, les Jeunes Commandos, la Légion de la Liberté et les Jeunes Alliés.

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En 1945, lors d'une mission au nord de l'Angleterre, Captain America et Bucky découvrent que le Baron Zémo, un des pires ennemis du Captain, a volé un drone expérimental. Bucky tente de désamorcer la bombe installée sur l'engin au moment où celui-ci décolle, mais l'avion explose au-dessus de l'océan Atlantique. On pense alors que le duo est mort dans le feu de l'action, mais Captain America reviendra des années plus tard, libéré de l'hibernation par les Avengers.

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Bucky est secouru par un sous-marin de la marine soviétique. Gravement blessé et partiellement amnésique, il est soigné par les autorités soviétiques, qui le placent en cryostase jusqu'en 1954 et lui greffent un bras cybernétique. Commence alors l'opération « Soldat de l'hiver » (Winter Soldier) : Bucky devient un assassin du KGB, réveillé de son hibernation à intervalles réguliers pour accomplir ses missions (comme le meurtre de la femme de Wolverine, Itsu).

Employé du super-vilain Gremlin pendant un temps, il reçoit pour mission de torturer un agent secret prisonnier, le major Glenn Talbot. Mais ce dernier le reconnait et sème le doute dans son esprit. Le Soldat de l'hiver tente alors d'aider l'espion dans sa fuite, mais ils sont stoppés par Gremlin, qui efface ses souvenirs.

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À la chute de l'Union soviétique, Barnes est récupéré par le général Luskin, un dissident du régime. Cherchant à s'emparer du Cube Cosmique, Luskin envoie Barnes assassiner Crâne Rouge, sans savoir que ce dernier a réussi à transférer sa conscience dans le corps de Luskin au moment de mourir. Luskin l'envoie ensuite assassiner Jack Munroe, l'agent américain Nomad, qui avait assumé l'identité de Bucky dans les années 1950, et lui fait endosser le meurtre de Crâne Rouge. Barnes fait ensuite exploser une bombe dans le centre-ville de Philadelphie, ce qui le perturbe mentalement. C'est alors que Captain America découvre l'identité du Soldat de l'hiver et utilise le Cube Cosmique pour lui rendre la mémoire. Barnes se retourne alors contre Luskin et disparait de la circulation.

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On le revoit à Belgrade, opposé à Wolverine ayant retrouvé lui aussi la mémoire de son passé, puis à Londres où, allié à Captain America, il affronte un robot nazi. Pendant le combat, son bras cybernétique est détruit. Barnes part ensuite en France où il retrouve Nick Fury qui lui en procure un nouveau ; il est d'ailleurs l'un des seuls hommes à rester en contact avec Fury et à travailler pour lui.

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James Barnes n'a pas de super-pouvoirs, si ce n'est son bras cybernétique en carbonadium qui lui confère une force et une résistance surhumaine et des réflexes plus rapides que ceux d’un humain normal. Plus tard, le carbonadium de son bras sera remplacé par du vibranium. Le bras brouille les détecteurs de métaux et les machines à rayon X, en émettant de petites impulsions électromagnétiques. Détaché de son corps, le bras fonctionne de manière autonome, contrôlé mentalement par Barnes, probablement grâce à des implants cervicaux cybernétiques. Le bras peut aussi générer des décharges électriques à partir de sa paume.

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Bucky est un acrobate hors du commun et un athlète de niveau olympique possédant des réflexes et une coordination exceptionnelle. Il a été entraîné au combat au corps à corps par Captain America, qui est l'un des meilleurs combattant de l'univers Marvel, et par de nombreux autres spécialistes, américains et russes, aux techniques de commandos. Il sait manier la plupart des armes à feu, ainsi que les grenades et les armes blanches ; c'est un tireur d’élite confirmé et il maîtrise parfaitement le jet de poignards.

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Le Soldat de l'hiver a été formé à l'espionnage par le KGB et parle à la perfection plusieurs langues comme l'anglais, l'allemand, le japonais et le russe. Il comprend aussi le français, mais sans le parler. C'est aussi un tueur surentraîné et implacable, redoutable combattant à mains nues et maîtrisant plusieurs arts martiaux ; il a réussi à vaincre Wolverine et la Veuve noire, deux autres grands spécialistes du combat à mains nues.

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Lorsqu'il endossa le costume de Captain America, James Barnes était armé d’un pistolet et d’un poignard. Son uniforme de Captain America était renforcé par du kevlar, ce qui lui donnait une protection pare-balles. Il hérita aussi du bouclier de Steve Rogers, fait d’un alliage de vibranium qu’il utilisa comme son prédécesseur.

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