• Ezra Miller thủ vai Barry Allen / The Flash: Một điều tra viên pháp y của cảnh sát từ Thành phố Central và là một thành viên của Justice League, người có khả năng di chuyển với tốc độ siêu phàm bằng cách sử dụng Speed Force. Miller miêu tả Barry là một con người đa chiều với những sai sót của con người.[1] Ian Loh thủ vai Barry lúc nhỏ, trong khi Miller cũng sẽ thủ vai các phiên bản khác của Barry từ các dòng thời gian khác.
• Ron Livingston thủ vai Henry Allen: Cha của Barry, người bị kết án oan tội giết hại vợ. Billy Crudup đã từng thủ vai nhân vật này trước đây trong DCEU.
• Michael Keaton thủ vai Bruce Wayne / Batman: Một người giàu, có địa vị của Thành phố Gotham, người mà có một công việc phụ bí mật là người chống lại tội phạm. Phiên bản Wayne này sẽ đến từ một vũ trụ khác. Keaton sẽ trở lại với vai diễn của ông từ phần phim trước là Batman (1989) và Batman Returns (1992), và phim sẽ bỏ qua các sự kiện tiếp theo trong Batman Forever (1995) và Batman & Robin (1997), trong đó Keaton không đảm nhận vai chính.
• Kiersey Clemons thủ vai Iris West: Một nhà báo của tờ Picture News và là hình mẫu lý tưởng của Barry.
• Michael Shannon thủ vai Tướng Zod: Một vị tướng người Kryptonian có sức mạnh tương tự như Superman và đã bị giết bởi anh trong Người đàn ông thép (2013).
• Antje Traue thủ vai Faora-Ul: Chỉ huy phó của Tướng Zod, người đã bị gửi đến Phantom Zone trong cuối phần phim Người đàn ông thép.
• Sasha Calle thủ vai Supergirl: Một người Kryptonian có sức mạnh, khả năng và trang phục tương tự như người em họ Superman của cô. Calle là nữ diễn viên Latin đầu tiên thủ vai Supergirl.
• Ben Affleck thủ vai Bruce Wayne / Batman: Phiên bản chính của Wayne từ dòng thời gian của Barry và là một thành viên của Justice League. Đạo diễn Andy Muschietti đã nói rằng nhân vật này có những tác động cảm xúc đáng kể đối với bộ phim thông qua mối quan hệ của anh với Barry, một phần vì mẹ của cả hai đều bị sát hại. Affleck cũng chia sẻ rằng những cảnh quay của anh trong phim là những thứ mà anh yêu thích nhất như nhân vậ của anh và nó là một "cái kết đẹp" cho khoảng thời gian thủ vai nhân vật Batman của anh.[2]

Ngoài ra, phim còn có sự tham gia của Maribel Verdú thủ vai Nora Allen, mẹ của Barry, người đã bị sát hại khi anh còn nhỏ. Temuera Morrison sẽ trở lại với vai diễn Thomas Curry, cha của Aquaman từ các phần phim Aquaman trước trong DCEU. Bên cạnh đó, Saoirse-Monica Jackson, Rudy Mancuso và Luke Brandon Field cũng được xác nhận sẽ góp mặt trong phim với những vai diễn không được tiết lộ.