首先，我们来看看主角们。瑞安·雷诺兹将再次扮演“死侍”韦德·威尔逊，而休·杰克曼则回归为“金刚狼”罗根。这两人不仅是这部电影的焦点，也是观众期待的大合集。
此外，《王冠》女星艾玛·科林将饰演反派角色；《傲慢与偏见》和《继承之战》的男星马修·麦克费登也加入了阵容，但他的角色暂未公开；莫蕾娜·巴卡琳将饰演“模仿猫”瓦妮莎；斯蒂芬·卡皮契奇则饰演“钢力士”。詹妮弗·加纳回到她的原生态地位——作为“艾丽卡”，她曾在2003年本•阿弗莱克版《夜魔侠》和2005年的《艾丽卡》中扮演此角色。
其他新成员包括卡兰•索尼饰演的出租车司机多平德、莱斯利•格塞斯饰演盲眼艾尔、罗伯•德兰尼饰演彼得以及布里安娜•希德布兰德饰演负音波少年弹头。此外，忽那汐里将以雪绪形象亮相，而欧文•威尔逊则回归其在《洛基》系列中的莫比乌斯形象。
而且，不可或缺的是X战警队员们，如万磁王（伊恩•麦克莱恩）和X教授（帕特里克•斯图尔特）。据传，本人可能会客串夜魔侠，使这个团队更加完整。
值得一提的是，加盟《死侍3》的休叔意味着他又要变身为金刚狼，再次展现他17年的经典形象。而关于金刚狼在前作去世的问题，他表示不会破坏时间线，让观众放心享受这场视觉盛宴。
