James Franco som Blaine Rawlings: En flyver fra Texas som verver seg frivillig til å fly i krigen. Martin Henderson som Reed Cassidy. Pilot og mentor for de andre flyverne. Jean Reno som Georges Thenault: Kommandør ved Lafayette Escadrille. Jennifer Decker som Lucienne: En ung fransk kvinne, som etter hvert blir kjæreste med Blaine Rawlings. Abdul Salis som Eugene Skinner: En afro-amerikansk militær pilot. Philip Winchester som William Jensen: Opprinnelig fra Nebraska som verver seg til å fly, i forsøk på å gjør familien sin stolt. Tyler Labine som Briggs Lowry: En annen amerikansk pilot. David Ellison som Eddie Beagle: En tyv som vervet seg til militæret, i håp om å unngå fengsel i USA. Tim Pigott-Smith som Mr. Lowry: Faren til Briggs. Gunnar Winberghsom som "The Black Falcon" en tysk pilot, og Cassidy's nemesis. Muligens basert på "den røde baron" Manfred von Richthofen.