Emmerich begynte å lete etter skuespillere til filmen sent i oktober 2005. I februar 2006 ble Camilla Belle og Steven Strait annonsert som hovedrolleinnehaverne i filmen, med Strait som mamutt-jegeren og Belle som hans kjæreste. Emmerich følte at å engasjere kjente skuespillere til filmen, ville sørge for en mindre realistisk prehistorisk setting. «Hvis en skuespiller som, f.eks Jake Gyllenhaal dukket opp i en slik film, ville alle si 'What's that?'», forklarte han. Ukjente skuespillere hjalp også med å holde budsjettet nede.