* Shia LaBeouf nel ruolo di Sam Witwicky
*Megan Fox nel ruolo di Mikaela Banes
* Tyrese Gibson nel ruolo di Robert Epps
*Josh Duhamel nel ruolo di William Lennox
* John Turturro nel ruolo dell'agente Seymour Simmons
*Hugo Weaving nel ruolo di Megatron
* Frank Welker nel ruolo delle voci di Optimus Prime, Megatron e Soundwave
* Peter Cullen nel ruolo della voce di Optimus Prime
* Leonard Nimoy nel ruolo della voce di Sentinel Prime
* John Malkovich nel ruolo della voce di Cybertron
* Kelsey Grammer nel ruolo della voce di Shockwave
* Stanley Tucci nel ruolo della voce di Joshua Joyce
* Mark Wahlberg nel ruolo di Cade Yeager
* Isabela Moner nel ruolo di Izabella
* Anthony Hopkins nel ruolo della voce di Quintessa
*Laura Haddock nel ruolo di Vivian Wembley
* John Goodman nel ruolo della voce di Hound
* Jim Carter nel ruolo della voce di Cogman
* Ken Watanabe nel ruolo della voce di Drift
* Liam Cunningham nel ruolo della voce di Crosshairs
* Peter Cullen nel ruolo della voce di Optimus Prime
* Optimus Prime (voce):Peter Cullen
* Megatron (voce):Frank Welker
* Bumblebee (voce):Mark Ryan