• Michael Cera sebagai Scott Pilgrim
• Mary Elizabeth Winstead sebagai Ramona Flowers, pacar Scott
• Kieran Culkin sebagai Wallace Wells, sahabat dan teman sebilik Scott
• Ellen Wong sebagai Knives Chau[6], juga pacar Scott yang semakin dilupakannya
• Alison Pill sebagai Kim Pine; sahabat, teman sekugiran serta kekasih pertama Scott
• Mark Webber sebagai Stephen Stills, sahabat dan teman sekugiran Scott
• Johnny Simmons sebagai "Young" Neil Nordegraf
• Anna Kendrick sebagai Stacey Pilgrim, kakak Scott
• Brie Larson sebagai Natalie "Envy" Adams[6]
• Aubrey Plaza sebagai Julie Powers

The League of Evil Exes - kelompok bekas kekasih yang ingin "ajar" Scott mahu merebut Ramona

1. Satya Bhabha sebagai Matthew Patel
2. Chris Evans sebagai Lucas Lee, seorang pelakon aksi dan pelagak ngeri angkuh
3. Brandon Routh sebagai Todd Ingram
4. Mae Whitman sebagai Roxanne "Roxy" Richter
5. Shota Saito sebagai Kyle Katayanagi, kembar
6. Keita Saito sebagai Ken Katayanagi, kembar
7. Jason Schwartzman sebagai Gideon Gordon Graves

• Kjartan Hewitt sebagai Jimmy
• Ben Lewis sebagai Other Scott
• Nelson Franklin sebagai Michael Comeau
• Christine Watson sebagai Matthew Patel's Demon Hipster Chicks
• Chantelle Chung sebagai Tamara Chen
• Don McKellar sebagai Director
• Emily Kassie sebagai Winifred Hailey
• John Patrick Amedori sebagai the Chaos Theatre's bouncer
• Tennessee Thomas sebagai Lynette Guycott
• Erik Knudsen sebagai Luke "Crash" Wilson
• Maurie W. Kaufmann sebagai Joel
• Abigail Chu sebagai Trisha "Trasha" Ha
• Kristina Pesic dan Ingrid Haas sebagai Sandra dan Monique