• Emma Roberts vai Nancy Drew
• Josh Flitter vai Corky Veinshtein
• Max Thieriot vai Ned Nickerson
• Rachael Leigh Cook vai Jane Brighton
• Tate Donovan vai Carson Drew
• Marshall Bell vai John Leshing
• Laura Harring vai Dehlia Draycott
• Barry Bostwick vai Dashiel Zachary Biedermeyer
• Daniella Monet vai Inga Veinshtein
• Kelly Vitz vai Trish
• Caroline Aaron vai Barbara Barbara
• Adam Clark vai Trung sĩ Billings
• Pat Carroll vai Bà lão hàng xóm
• Amy Bruckner vai Bess Marvin
• Kay Panabaker vai George Fayne
• Cliff Bemis vai Sếp McGinnis
• Kaitlyn Van Item vai Allie

Nhiều diễn viên nổi tiếng tham gia với vai khách mời xuyên suốt bộ phim. Bruce Willis xuất hiện với tư cách chính mình, đang đóng một phim tội phạm ở Los Angeles; Adam Goldberg vào vai đạo diễn của Willis là Andy; Chris Kattan đóng một trong những tên trộm bị Nancy bắt ở cảnh mở màn của phim; Lindsay Sloane đóng nhân viên bán hàng ở cửa hàng quần áo; Eddie Jemison vào vai nhân viên nhận con nuôi; và Geraint Wyn Davies tham gia với vai giáo viên dạy kịch.