电影中的主角花木兰。2017年11月29日，刘亦菲从来自全球五大洲将近一千名的试镜者中脱颖而出，被选为主角花木兰的饰演者。许多人为此庆祝这是迪士尼电影多样性的胜利。2018年4月11日，甄子丹确认出演花木兰的导师董指挥官一角。4月12日，巩俐和李连杰确认分别饰演强大的反派巫女和皇帝。6月6日，男主角确定由安柚鑫饰演。
导演.迪士尼最初想找亚洲导演执导《花木兰》，首先找了李安，但李安婉拒了迪士尼的邀约，因为李安仍然需要为他刚上映的新电影《比利·林恩的中场战事》进行宣传，他表示