Le Secret de la planète des singes
Déjà présents dans le premier film de la saga, Roddy McDowall et Kim Hunter reprennent les rôles du couple de chimpanzés Cornélius et Zira. Milo, le troisième chimpanzé, est quant à lui interprété par Sal Mineo, un acteur notamment connu pour son rôle dans "La Fureur de vivre" (1955). Les deux zoopsychologues sont interprétés par Bradford Dillman et Natalie Trundy, qui joue pour la deuxième fois dans la série après son rôle d'Albina dans "Le Secret de la planète des singes". Armando, l'aimable patron du cirque, est joué par Ricardo Montalbán, tandis qu’Eric Braeden tient le rôle de l'antagoniste Otto Hasslein, le conseiller scientifique du président des États-Unis. Plusieurs acteurs avaient été envisagés pour ce dernier personnage, notamment Leslie Nielsen, William Windom, Murray Hamilton, Jack Cassidy, Arthur Kennedy, Hal Holbrook ou Richard Kiley. Le nom d'Hasslein est tiré du précédent film de la saga "Le Secret de la planète des singes" où l'astronaute Brent explique que la courbe dans le temps qu'il a emprunté est dénommée « courbe d’Hasslein ».