• Mia Wasikowska trong vai Alice Kingsleigh[1]
• Johnny Depp trong vai Tarrant Hightopp, Mad Hatter[1]
• Helena Bonham Carter trong vai Iracebeth của xứ Crims, Nữ hoàng đỏ[1]
• Anne Hathaway trong vai Mirana của xứ Marmoreal, Nữ hoàng Trắng[1]
• Sacha Baron Cohen trong vai Time[1]
• Rhys Ifans trong vai Zanik Hightopp, cha của Mad Hatter[1]
• Matt Lucas trong vai Tweedledee và Tweedledum[1]
• Ed Speleers trong vai James Harcourt[1]

Lồng tiếng

• Stephen Fry trong vai Cheshire, Con mèo Cheshire[1]
• Toby Jones trong vai Wilkins[1]
• Alan Rickman trong vai Absolem, con sâu bướm[1]
• Michael Sheen trong vai Nivens McTwisp, con Thỏ Trắng[1]
• Timothy Spall trong vai Bayard, con chó săn[1]
• Paul Whitehouse trong vai Thackery Earwicket, con thỏ rừng March Hare[1]
• Barbara Windsor trong vai Mallymkun, con chuột sóc[1]
• John Sessions trong vai Humpty Dumpty[2]