玛格特·罗比饰演芭比,瑞恩·高斯林饰芭比的男友肯,艾玛·麦基、Dua Lipa、凯特·麦金农、亚历山德拉·西普、伊萨·雷等也饰演芭比,刘思慕、舒提·盖特瓦、金斯利·本-阿迪尔、迈克尔·塞拉等也饰演肯(总之就是有很多个芭比很多个肯)。威尔·法瑞尔、亚美莉卡·费雷拉、阿丽亚娜·格林布拉特出演普通人类角色。除了安东尼·麦凯饰演“美队”萨姆·威尔逊,哈里森·福特新加盟饰演罗斯将军,丽芙·泰勒继《无敌浩克》后回归饰演贝蒂·罗斯,卡尔·卢波利、丹尼·拉米雷斯、蒂姆·布雷克·尼尔森、茜拉·哈斯等也出演,朱利叶斯·约拿(《科洛弗悖论》《卢斯》)执导。