卡皮欧、乔尔·金纳曼、罗素·克洛、克里斯·潘恩、莱恩·雷诺斯和乔·汉姆都是被认为可能作为主角的演员。2013年3月18日，汤姆·克鲁斯初期被讨论将会出演电影中，2013年4月24日， 艾米·汉默将饰演第二主角，而克鲁斯则饰演拿破崙·苏洛。瑞典女演员艾莉西亚·薇坎德于2013年5月8日加入剧组担任女主角。2013年5月23日，克鲁斯基于他对《不可能的任务：失控国度》的出演承诺，不得已退出电影。改由英国演员亨利·卡维尔代替克鲁斯担任主演。2013年7月31日，伊莉莎白·戴比基加入电影作为一个蛇蝎美人类型的角色，