Casting W marcu 2019 roku do obsady dołączyła Angelina Jolie. Początkowo doniesienia mówiły, że zagra ona Sersi. Miesiąc później dołączyli do Jolie Kumail Nanjiani i Don Lee. W maju tego samego roku Richard Madden rozpoczął negocjacje dotyczące roli Ikarisa, a miesiąc później Salma Hayek zaczęła rozmowy ze studiem na temat udziału w produkcji.
W lipcu 2019 roku podczas San Diego Comic-Conu potwierdzono udział Jolie jako Teny (oryg. Thena), Nanjianiego jako Kingo, Lee jako Gilgamesza (oryg. Gilgamesh), Maddena jako Ikarisa i Hayek jako Ajak oraz ujawniono, że dołączyli do nich również Lauren Ridloff jako Makkari, Brian Tyree Henry jako Fajstos (oryg. Phastos) i Lia McHugh jako Sprite. Miesiąc później poinformowano, że Gemma Chan, która zagrała Minn-Ervę w Kapitan Marvel i Barry Keoghan rozpoczęli rozmowy w sprawie udziału w filmie. W tym samym miesiącu, podczas konwentu D23 Expo, ujawniono, że w filmie wystąpią Chan jako Sersi i Keoghan jako Druig oraz do obsady dołączył Kit Harington jako Dane Whitman.