Mia Wasikowska
アリス役には多くの有名な女優が志願したが、バートンはあえてあまり有名ではない人物を選んだと語る。最終的にミア・ワシコウスカに決まったことについて、リチャード・D・ザナックは、「彼女には何か本物の、純真で誠実なものがあった。典型的な映画スターの卵ではない。」と述べた。ティム・バートンとジョニー・デップは7番目のコラボレーションとなる。