 | Frank Sinatra als Clarence Doolittle |
 | Kathryn Grayson als Susan Abbott |
 | Gene Kelly als Joseph Brady |
 | José Iturbi als Himself |
 | Dean Stockwell als Donald Martin |
 | Pamela Britton als Girl from Brooklyn |
 | Rags Ragland als Police Sergeant |
 | Billy Gilbert als Cafe Manager |
 | Henry O'Neill als Admiral Hammond |
 | Carlos Ramírez als Carlos |
 | Edgar Kennedy als Police Captain |
 | Grady Sutton als Bertram Kraler |
 | Leon Ames als Admiral's Aide |
 | Sharon McManus als Little Girl Beggar |
 | James Flavin als Radio Cop |
 | James Burke als Studio Cop |
 | Henry Armetta als Hamburger Man |
 | Chester Clute als Iturbi's Assistant |
 | Mimi Aguglia als Old Lady (uncredited) |
 | Bobby Barber als Salad Cook on Olvera Street (uncredited) |
 | Douglas Cowan als Sailor (uncredited) |
 | Eddie Hall als Sailor Discussing Lola (uncredited) |
 | Milton Kibbee als Bartender Serving Double Scotch (uncredited) |
| Gloria Marlen als Woman (uncredited) |
 | Robert Emmett O'Connor als Cop (uncredited) |
 | Garry Owen als 2nd Soldier at USO (uncredited) |
 | Ray Teal als Assistant Movie Director (uncredited) |
| Paulita Arvizu als Cashier in Café (uncredited) |
 | Harry Barris als Sailor Asking Joe to Get Autographs (uncredited) |
 | Joseph E. Bernard als Old Doorman (uncredited) |
 | Sara Berner als Jerry Mouse (voice) (uncredited) |
 | Steve Brodie als Soldier (uncredited) |
 | Alex Callam als Commander (uncredited) |
| James Carlisle als Test Director (uncredited) |
 | Wally Cassell als Sailor (uncredited) |
 | Charles Coleman als Iturbi's Butler (uncredited) |
 | Henry H. Daniels Jr. als Sailor (uncredited) |
 | Frank Darien als Hollywood Bowl Janitor (uncredited) |
| Romere Darling als Waitress (uncredited) |
| Joe Dominguez als Man in Caé (uncredited) |
 | Lester Dorr als Assistant Director (uncredited) |
 | Ralph Dunn als Hollywood Bowl Cop (uncredited) |
| Virginia Engels als Woman with Cop (uncredited) |
| Sam Finn als Sailor (uncredited) |
 | William Forrest als Movie Director (uncredited) |
| Don Garner als Soldier (uncredited) |
 | Jane Green als USO Mother (uncredited) |
| Phil Hanna als Sailor (uncredited) |
| Lottie Harrison als Phone Operator (uncredited) |
 | Jack Harvey als Admiral (uncredited) |
 | Joe Haworth als Marine (uncredited) |
| Ben Heideman als Mexican Cook (uncredited) |
 | Robert Homans als Old Cop (uncredited) |
 | John James als Sailor (uncredited) |
 | Nolan Leary als Milkman (uncredited) |
 | Ruth Lee als Kindergarten Teacher (uncredited) |
 | Orley Lindgren als Boy (uncredited) |
 | Jack Luden als Assistant Director (uncredited) |
 | Peggy Maley als Lana Turner Impersonator (uncredited) |
 | Frank Marlowe als Shore Patrol Officer (uncredited) |
 | Lock Martin als Giant (uncredited) |
| Esther Michelson als Hamburger Woman (uncredited) |
 | Frank Mitchell als Sailor (uncredited) |
| Connie Montoya als Waitress (uncredited) |
 | Forbes Murray als Passerby (uncredited) |
 | Billy Nelson als Sailor (uncredited) |
| Bea Nigro als (uncredited) |
| Netta Packer als USO Mother (uncredited) |
 | Milton Parsons als Man with Beard (uncredited) |
 | Lee Phelps als Cop (uncredited) |
| Tom Quinn als (uncredited) |
| Allen Ray als Sailor (uncredited) |
| Paul Regan als Marine (uncredited) |
 | Renie Riano als Studio Waitress (uncredited) |
| Sondra Rodgers als Jean (uncredited) |
| Naomi Scher als Waitress (uncredited) |
| Jerry Shane als Sailor (uncredited) |
| Connie Starr als Waitress (uncredited) |
 | Tom Trout als Sailor (uncredited) |
 | Elinor Troy als Tall Woman (uncredited) |
 | Arthur Walsh als Sailor (uncredited) |
| Jerry Warren als (uncredited) |
 | Claire Whitney als USO Mother (uncredited) |
 | Florence Wix als Ride-Sharing Actress (uncredited) |
 | Marjorie Wood als USO Mother (uncredited) |
 | William Phillips als 1st Sailor on Pay Phone (uncredited) |
| John Cannon als Sailor (uncredited) |
| Gloria Hope als Receptionist (uncredited) |
| George Sidney | Director |
| Isobel Lennart | Screenplay |
| Natalie Marcin | Story |
| Joe Pasternak | Producer |
| Charles P. Boyle | Director of Photography |
| Robert H. Planck | Director of Photography |
| Adrienne Fazan | Editor |
| Randall Duell | Art Direction |
| Cedric Gibbons | Art Direction |
| Edwin B. Willis | Set Decoration |
| Irene | Costume Supervisor |
| Gene Kelly | Choreographer |
| George Stoll | Music Director |
| Jack Dawn | Makeup Designer |
| Jule Styne | Songs |
| Sammy Cahn | Lyricist |
