宣佈麦坎西·黛维斯加盟电影。由于选角尚未敲定，预计拍摄时间从3月移至6月。
选角.2017年5月，史瓦辛格确认他将出现在下一部《未来战士》电影中，卡梅伦负责监督制作。同年9月，宣佈琳达·汉弥顿继《未来战士续集》后回归饰演角色莎拉·康纳。2018年3月，宣佈麦坎西·黛维斯加盟电影。2018年4月，、和盖布瑞·卢纳加盟电影并担任主要角色。2018年6月，裘德·柯林（Jude Collie）加盟担任年幼的约翰·康纳的替身，而布雷特·阿扎尔（Brett Azar）继《未来战士：创世智能》后