Doctor Strange in the Multiverse of Madness
Pemeran

Benedict Cumberbatch sebagai Dr. Stephen Strange:
Seorang ahli bedah saraf yang menjadi Master of the Mystic Arts setelah kecelakaan mobil yang mengakhiri karirnya. Penulis Michael Waldron mengatakan Strange berada pada "puncak kekuatannya" dalam film tersebut, dan membandingkan karakter tersebut dengan Indiana Jones sebagai pahlawan yang dapat "menahan pukulan", tetapi dengan kecerdasan koki Anthony Bourdain. Ia melihat Strange sebagai "pahlawan petualangan hebat yang Anda hanya ingin melihatnya menghajar musuh". Sutradara Sam Raimi menjelaskan bahwa Strange memulai film ini dengan keyakinan bahwa ia harus membuat semua keputusan, dan harus belajar untuk "melepaskan sedikit" dan mempercayai orang lain. Cumberbatch juga memerankan tiga versi alternatif karakter: versi yang mati di awal film dan mengenakan kostum yang terinspirasi oleh Seri buku komik Matt Fraction tahun 2011 Defenders; mantan Sorcerer Supreme dari Earth-838 yang mendirikan Illuminati; dan versi yang tercemar oleh Darkhold.
Elizabeth Olsen sebagai Wanda Maximoff / Scarlet Witch:
Mantan Avenger yang menjadi jahat dan dapat memanfaatkan chaos magic, terlibat dalam telepati dan telekinesis, dan mengubah kenyataan. Film ini melanjutkan "kepemilikan terhadap perkara yang menjadikannya unik dan akuntabilitas pengalaman hidupnya" Maximoff yang dimulai dalam seri WandaVision (2021), termasuk menggunakan aksen yang lebih sesuai dengan warisan Sokovia-nya setelah beberapa film MCU sebelumnya berpindah ke versi Amerikanisasi. Olsen ingin memastikan peran Maximoff dalam film ini menghormati peristiwa dalam serial, meminta beberapa penyesuaian pada film tersebut untuk memastikan bahwa film tersebut mengembangkan karakter daripada mengulangi momen dari WandaVision. Ia merasa penggambaran film tersebut menunjukkan kepercayaan diri yang baru untuk karakter yang "benar-benar memberdayakan", dan mengatakan "tidak apa-apa memainkan karakter yang terkadang membuat orang frustrasi". Olsen juga memerankan rekan karakter dari Earth-838.
Chiwetel Ejiofor sebagai Karl Mordo: Sorcerer Supreme dari Earth-838 dan anggota Illuminati. Ia adalah versi alternatif dari mantan mentor yang berubah menjadi musuh Strange.
Benedict Wong sebagai Wong: Sorcerer Supreme dari Earth-616 dan mentor serta teman Strange.
Xochitl Gomez sebagai America Chavez:
Seorang remaja yang memiliki kemampuan untuk melakukan perjalanan antar dimensi dengan membuat pintu terbuka. Ia berasal dari semesta lain yang dikenal sebagai Utopian Parallel. Gomez ingin tetap setia pada sumber materi meskipun memainkan versi karakter yang lebih muda daripada yang terlihat di dalam komik, dan mengatakan perjalanannya dalam film tersebut dimulai dengan karakter yang telah lama sendirian dan "melarikan diri dari keunikannya". Chavez harus memanfaatkan kemampuannya dan belajar mempercayai orang lain di akhir film. Marvel Studios telah mencari film yang tepat untuk memperkenalkan karakter ini dalam waktu yang lama sebelum memutuskan Multiverse of Madness.
Michael Stuhlbarg sebagai Nicodemus West: Seorang ahli bedah dan mantan kolega Strange.
Rachel McAdams sebagai Christine Palmer:
Seorang ahli bedah darurat yang merupakan rekan dan kekasih Strange. Film mengeksplorasi keputusan Strange di akhir Doctor Strange (2016) untuk melindungi New York Sanctum dan tidak bersama Palmer, meskipun masih memiliki perasaan untuknya dan mungkin menyesali keputusan itu, dengan Palmer menikah dengan orang lain dalam film ini. McAdams juga memerankan rekan karakter dari Earth-838, yang merupakan karyawan Baxter Foundation dan mantan kekasih Strange dari realitas tersebut. Versi karakter ini membantu menyelesaikan kisah cinta Strange dengan Palmer versinya sendiri, memungkinkannya untuk berpindah menuju hubungan baru yang potensial di masa depan.
Illuminati dari Earth-838 juga menyertakan Patrick Stewart sebagai Charles Xavier / Professor X, menggambarkan versi berbeda dari karakter yang sebelumnya ia mainkan di serial film X-Men karya 20th Century Fox; Hayley Atwell sebagai Peggy Carter / Captain Carter, setelah menyuarakan versi lain dalam serial animasi What If...? (2021); Lashana Lynch sebagai Maria Rambeau / Captain Marvel, versi alternatif dari karakternya dari Captain Marvel (2019); Anson Mount sebagai Blackagar Boltagon / Black Bolt, versi alternatif dari perannya dalam serial televisi ABC Marvel Inhumans (2017); dan John Krasinski sebagai Reed Richards / Mister Fantastic, anggota dari Fantastic Four.
Julian Hilliard dan Jett Klyne memerankan versi Earth-838 dari putra Maximoff Billy dan Tommy, peran mereka masing-masing dari WandaVision, sementara Topo Wresniwiro mengulangi perannya dari film pertama sebagai Hamir, seorang Master of the Mystic Arts. Pemeran lain yang juga tampil dalam film ini adalah Sheila Atim sebagai Sara, seorang Master of the Mystic Arts; Adam Hugill sebagai pengisi suara Rintrah, makhluk mirip minotaur dari R'Vaal yang merupakan murid di Kamar-Taj; dan makhluk Gargantos, dengan desain berdasarkan makhluk dalam buku komik Shuma-Gorath. Ross Marquand mengisi suara Ultron drone yang muncul di Earth-838. Marquand sebelumnya mengisi suara versi Ultron yang berbeda di What If...?, menggantikan James Spader yang memerankan Ultron dari Earth-616 di Avengers: Age of Ultron (2015). Charlize Theron diperkenalkan dalam adegan pertengahan kredit sebagai Clea, dan Waldron membuat penampilan cameo sebagai tamu di dalam pernikahan Palmer. Bruce Campbell, yang sering berkolaborasi dengan Raimi, muncul sebentar di dalam film utama dan adegan pasca-kredit sebagai penjual kedai makanan Earth-838 bernama Pizza Poppa.