“三杰”(瞿秋白、张太雷、恽代英)的扮演者分别是深耕电影领域多年的“演技派”宋洋,在数十部影视剧积累了丰富经验的张桐,以及来自X玖少年团的人气偶像谷嘉诚。瞿秋白妻子杨之华由出演过《中国医生》《湄公河行动》《寒战》的冯文娟扮演。知名特型演员卢奇友情出演孙中山一角。曾高调求学伯克利音乐学院的王源,作为新生代歌手,他清新活力的魅力气质与皮克斯动画工作室笔下天马行空的想象国度不谋而合。在歌曲《下个路口》中,王源以澄净而富于青春质感的嗓音唱响动人旋律,将片中主角小焰和阿波从意外邂逅到心心相映的微妙情愫生动诠释。