變形金剛3女主角：英國超模蘿西 杭亭頓
希亞·拉博夫 Shia LaBeouf ....Sam Witwicky
羅茜·漢丁頓-惠特莉 Rosie Huntington-Whiteley ....Carly
喬什·杜哈明 Josh Duhamel ....Major William Lennox
雨果·維文 Hugo Weaving ....Megatron (voice)
倫納德·尼莫伊 Leonard Nimoy ....Sentinel Prime (voice) (rumored)
帕特里克·德姆西 Patrick Dempsey ....Dylan
約翰·馬爾科維奇 John Malkovich ....Bruce
泰瑞斯·吉布森 Tyrese Gibson ....Robert Epps
肯·鄭 Ken Jeong
弗蘭西斯·麥克多蒙德 Frances McDormand ....Marissa Faireborn
艾倫·圖代克 Alan Tudyk ....Dutch
約翰·特託羅 John Turturro ....Simmons
弗蘭克·維爾克 Frank Welker ....Soundwave (voice)
湯姆·肯尼 Tom Kenny ....Wheelie (voice)
彼特·庫倫 Peter Cullen ....Optimus Prime (voice)
Karyn Parsons ....Erica Banes
James Avery ....Silverbolt (voice)
Keiko Agena ....Mearing"s Aide
凱文·杜恩 Kevin Dunn ....Ron Witwicky
朱麗葉·懷特 Julie White ....Judy Witwicky
羅伯特·福克沃斯 Robert Foxworth ....Ratchet (voice)
Kym Whitley ....Jessica Morgan
Mighty Rasta ....Hardcore Eddie
格倫·莫肖爾 Glenn Morshower ....General Morshower
Charles Adler ....Starscream (voice) (as Charlie Andler)
變形金剛3女主角：英國超模蘿西 杭亭頓
希亞·拉博夫 Shia LaBeouf ....Sam Witwicky
羅茜·漢丁頓-惠特莉 Rosie Huntington-Whiteley ....Carly
喬什·杜哈明 Josh Duhamel ....Major William Lennox
雨果·維文 Hugo Weaving ....Megatron (voice)
倫納德·尼莫伊 Leonard Nimoy ....Sentinel Prime (voice) (rumored)
帕特里克·德姆西 Patrick Dempsey ....Dylan
約翰·馬爾科維奇 John Malkovich ....Bruce
泰瑞斯·吉布森 Tyrese Gibson ....Robert Epps
肯·鄭 Ken Jeong
弗蘭西斯·麥克多蒙德 Frances McDormand ....Marissa Faireborn
艾倫·圖代克 Alan Tudyk ....Dutch
約翰·特託羅 John Turturro ....Simmons
弗蘭克·維爾克 Frank Welker ....Soundwave (voice)
湯姆·肯尼 Tom Kenny ....Wheelie (voice)
彼特·庫倫 Peter Cullen ....Optimus Prime (voice)
Karyn Parsons ....Erica Banes
James Avery ....Silverbolt (voice)
Keiko Agena ....Mearing"s Aide
凱文·杜恩 Kevin Dunn ....Ron Witwicky
朱麗葉·懷特 Julie White ....Judy Witwicky
羅伯特·福克沃斯 Robert Foxworth ....Ratchet (voice)
Kym Whitley ....Jessica Morgan
Mighty Rasta ....Hardcore Eddie
格倫·莫肖爾 Glenn Morshower ....General Morshower
Charles Adler ....Starscream (voice) (as Charlie Andler)