 | Jared Leto als Nemo Nobody (old & adult) |
 | Sarah Polley als Adult Elise |
 | Diane Kruger als Adult Anna |
 | Linh-Dan Pham als Adult Jean |
 | Rhys Ifans als Nemo's Father |
 | Natasha Little als Nemo's Mother |
 | Toby Regbo als Nemo age 16 |
 | Juno Temple als Anna age 15 |
 | Allan Corduner als Dr. Feldheim |
 | Daniel Mays als Young Journalist |
 | Clare Stone als Elise age 15 |
 | Audrey Giacomini als Jean age 15 |
 | Thomas Byrne als Nemo age 9 |
| Laura Brumagne als Anna age 9 |
| Noa De Costanzo als Nemo age 5 |
| Léa Thonus als Elise age 9 |
| Anaïs Van Belle als Jean age 9 |
 | Harold Manning als TV Host |
 | Pascal Duquenne als Henry |
 | David Schaal als Thug 1 |
 | Laurent Capelluto als Man in Black |
 | Harry Cleven als Man in Black 2 |
| Andrew Simms als Showroom Man |
| Ben Mansfield als Stefano age 22-40 |
| Emily Tilson als Eve |
| Roline Skehan als Joyce |
| Anders Morris als Noah |
| Nathan Boydell als Paul |
| Vincent Dupont als Michael |
 | Jenna Wheeler-Hughes als Showroom Girl |
| Valérie-Marie Chadelaud als Showroom Woman |
| Stéphane Thiry als Male Nurse 1 |
| Bruno Verstraete als Male Nurse 2 |
| Alice van Dormael als Angel of Oblivian 1 |
 | Juliette Van Dormael als Angel of Oblivian 2 |
 | Tedd Dillon als Texan Man |
| Melanie Doerr als Texan Woman |
| Talya Rubin als Shy Woman |
| Vito DeFilippo als Shy Man |
| Corey Cleve Bentivegna als Boy of Shy Couple |
 | Sandrine Laroche als Desillusioned Woman |
 | Olivier Bony als Desillusioned Man |
| Laura Van Hove als Teenage Girl |
| Jack Proudlove als Teenage Boy |
 | Marc Zinga als Gay Man 1 |
 | Martin Swabey als Gay Man 2 |
 | Philippe Godeau als Golf Player / Sad Man |
 | Sarah Gravel als Sad Woman |
| John Canoe als Mohawk Man |
| Donna Kanerahtenha Jacobs als Mohawk Woman |
| Fujio Ishimaru als Japanese Gardener |
| Robin Carette als Nemo 18 months |
| Hugo Harold-Harrison als Pool Instructor |
 | Sylvie Olivé als Family Mars Mother |
 | Stéphane Taillasson als Famly Mars Father |
| Jules Taillasson als Family Mars Son |
 | Jan Hammenecker als Shoe Factory Director |
 | Serge Larivière als Shoe Lace Supplier |
 | Leni Parker als Teacher |
| Katharina Pejcic als Anna's Daughter |
| Alexander Türk als Anna's Son |
| Tanya Trombetta als Anna's Friend |
| Lola Pauwels als Young Stefano's Girlfriend |
 | Daniel Brochu als Peter |
| Louise Sophia Engel als Nemo & Anna's Daughter |
| Aaron Landt als Nemo & Anna's Son |
 | Christelle Cornil als Coma Nurse 1 |
| Tawny Andersen als Coma Nurse 2 |
 | Christophe Beaucarne als Villa Owner |
| Jules Eerdekens als Pool Maintenance Collegue 1 |
 | Philippe Lévy als Pool Maintenance Collegue 2 |
| Renaud Alcalde als Spaceship Neighbour 1 |
| Dominique Warnier als Spaceship Neighbour 2 |
 | Catherine Demaiffe als Tender Nurse |
| Pierre Chaves als Hotel Entrance Guard |
 | Nicholas Beveney als Black Man Airport |
 | David Kennedy als Thug 2 |
| Josselin Moinet als Morgue Policeman |
 | Virginie Bordes als Continuity Girl |
 | Carlo Mestroni als Police Officer |
| Nicolas Ross als Anna & Peter's Son |
 | Marie-Ève Beauregard als Anna & Peter's Daughter |
 | Manfred Andrae als Anna's Neighbour |
| Thi-Mai Nguyen als Prehistoric Pregnant Woman |
| John Churchill als Boy on Slide |
| Jaco Van Dormael | Director |
| Nathalie Leborgne | Costume Design |
| Jaco Van Dormael | Writer |
| Stéphane Thiry | Key Grip |
| Jean-Yves Asselin | Executive Producer |
| Philippe Godeau | Producer |
| Olivier Rausin | Executive Producer |
| Pierre van Dormael | Original Music Composer |
| Christophe Beaucarne | Director of Photography |
| Susan Shipton | Editor |
| Matyas Veress | Editor |
| Uwe Bünker | Casting |
| Sylvie Olivé | Production Design |
| Stéphane Taillasson | Art Direction |
| Regine Constant | Set Decoration |
| Ulla Gothe | Costume Design |
| Alessija Lause | Stunts |
| Jean Frenette | Stunt Coordinator |
