ジブリ初のWヒロインのキャスティングは、米林監督たっての希望で昨年末に300人にもおよぶオーディションから選ばれました。心を閉ざした少女・杏奈役に高月彩良、謎の少女・マーニー役に有村架純を抜擢。さらにふたりの少女を見守る大人たちを、松嶋菜々子、寺島進、根岸季衣、森山良子、吉行和子、黒木瞳といった日本映画界を代表する錚々たる豪華俳優陣が演じます。

また、本作の舞台が北海道という縁で、北海道で結成された演劇ユニットTEAM NACS総出演が決定しました。2004年公開の『ハウルの動く城』以来10年ぶりに、森崎博之、安田顕、戸次重幸、大泉洋、音尾琢真の5人全員がスタジオジブリ作品に参加します。