Mia Wasikowska
当初、本作はグウェン・ステイシーとメリー・ジェーン・ワトソンのダブルヒロインになると報じられたが、後にグウェン・ステイシーのみになることがわかった。2010年8月ではヒロイン役候補リストにイモージェン・プーツ、オフィリア・ロヴィボンド、リリー・コリンズ、テリーサ・パーマー、エマ・ロバーツが含まれ、さらに9月に『バラエティ』誌がエマ・ストーンとミア・ワシコウスカも候補に挙がっていると報じた。更に後にディアナ・アグロン、ジョージナ・ヘイグ、ドミニク・マケリゴットも追加された。2010年10月5日、グウェン・ステイシー役はエマ・ストーンに決定したことが報じられた。