一、核心主演：奥斯卡得主与顶流巨星
电影《奥德赛》的演员阵容汇集了多位奥斯卡金像奖得主与新生代顶流，被影迷戏称为“诺兰版复仇者联盟”。
1. 马特·达蒙 饰演 奥德修斯
马特·达蒙是影片的绝对核心，饰演伊萨卡国王奥德修斯。这是他继《星际穿越》和《奥本海默》后第三次与诺兰合作。为了贴合角色，他蓄起长发胡须，并在真实海浪中进行大量海上实景拍摄。
2. 汤姆·赫兰德 饰演 忒勒玛科斯
“蜘蛛侠”汤姆·赫兰德饰演奥德修斯之子忒勒玛科斯。这是他首次在诺兰电影中担任重要角色，演绎一个从未见过父亲、在逆境中成长的少年。
3. 安妮·海瑟薇 饰演 珀涅罗珀
安妮·海瑟薇曾出演诺兰的《蝙蝠侠：黑暗骑士崛起》和《星际穿越》，此次饰演在故乡苦等丈夫二十年的坚韧王后珀涅罗珀。
4. 罗伯特·帕丁森 饰演 安提诺乌斯
罗伯特·帕丁森继《信条》后再度与诺兰合作，在本片中饰演首席求婚者、全片主要反派安提诺乌斯。
5. 赞达亚 饰演 雅典娜
赞达亚在片中饰演智慧女神雅典娜，是奥德修斯的守护神，在旅途中多次暗中相助。
6. 查理兹·塞隆 饰演 卡吕普索
查理兹·塞隆饰演将奥德修斯囚禁在岛上长达七年的女神卡吕普索。该角色最初传闻为喀耳刻，后在预告片中确认为卡吕普索。
二、黄金配角：实力派演员构筑史诗底色
除了核心主演，影片还囊括了一批演技精湛的黄金配角，共同构筑宏大的神话世界。
1. 露皮塔·尼永奥 分饰两角
奥斯卡最佳女配角得主露皮塔·尼永奥在该片中一人分饰两角：特洛伊的海伦及其姐姐克吕泰涅斯特拉（阿伽门农之妻）。这一选角曾在网络上引发关于原著外貌描述的讨论，露皮塔本人回应称《奥德赛》是神话故事而非历史正剧。
2. 艾略特·佩吉 饰演 阿喀琉斯
曾在诺兰《盗梦空间》中出演的艾略特·佩吉，在本片中饰演希腊第一战神阿喀琉斯。阿喀琉斯在《奥德赛》中仅在冥界篇章短暂出场，以灵魂形式与奥德修斯相遇。
3. 乔·博恩瑟 饰演 墨涅拉俄斯
乔·博恩瑟饰演斯巴达国王、海伦的丈夫墨涅拉俄斯，特洛伊战争的直接引发者之一。
4. 本·萨弗迪 饰演 阿伽门农
本·萨弗迪在《奥本海默》后再次与诺兰合作，饰演希腊联军统帅阿伽门农。
5. 约翰·雷吉扎莫 饰演 牧猪人欧迈俄斯
约翰·雷吉扎莫饰演奥德修斯忠诚的牧猪人欧迈俄斯，是奥德修斯回乡后为数不多的可信盟友。
6. 米娅·高斯 饰演 梅兰索
米娅·高斯饰演珀涅罗珀的仆人梅兰索，一个背叛主人并倒向求婚者的角色。
7. 其他已确认参演演员
萨曼莎·莫顿：饰演女巫喀耳刻。
比尔·欧文：饰演独眼巨人塞克洛普。
希米什·帕特尔、科里·霍金斯、李威尹等也有加盟。
说唱歌手Travis Scott亦出现在演员名单中。
三、阵容背后的选角亮点
诺兰此次选角展现了多个值得关注的亮点：
“超英”阵容大集结：马特·达蒙、汤姆·赫兰德、罗伯特·帕丁森、安妮·海瑟薇、赞达亚等主演都曾出演过超级英雄电影，被观众戏称为诺兰的“超级英雄联盟”。
诺兰老搭档回归：马特·达蒙（《星际穿越》《奥本海默》）、安妮·海瑟薇（《黑暗骑士崛起》《星际穿越》）、艾略特·佩吉（《盗梦空间》）、本·萨弗迪（《奥本海默》）等人均为多次与诺兰合作的演员。
角色分配的多轮调整：查理兹·塞隆饰演的角色最初传闻为女巫喀耳刻，最终预告中确认为卡吕普索；赞达亚的角色也曾经历多轮调整最终确认为雅典娜。
选角争议与回应：露皮塔·尼永奥饰演“古希腊第一美女”海伦引发了部分网民争议，诺兰明确表示这个角色非她莫属，露皮塔也公开支持诺兰通过包容性演员阵容展现世界多样性。
