De film heeft een all-star cast, waaronder:
* Jesse Eisenberg als J. Daniel Atlas
* Woody Harrelson als Merritt McKinney
* Isla Fisher als Henley Reeves
* Dave Franco als Jack Wilder
* Morgan Freeman als Thaddeus Bradley
* Michael Caine als Arthur Tressler
* Mélanie Laurent als Alma Dray
* Mark Ruffalo als Dylan Rhodes
Hoewel Downey Jr. bekend staat om zijn charisma en veelzijdigheid, was hij niet betrokken bij de "Now You See Me" -franchise.