- Bill Hader - George Armstrong Custer
- Jon Bernthal - Al Capone
- Patrick Gallagher - Attila the Hun
- Jake Cherry - Nicky Daley
- Rami Malek - Ahkmenrah
- Mizuo Peck - Sacajawea
- Kerry van der Griend - Neanderthal #1
- Matthew Harrison - Neanderthal #2
- Rick Dobran - Neanderthal #3
- Randy Lee - Hun #1
- Darryl Quon - Hun #2
- Gerald Wong - Hun #3
- Paul Chih-Ping Cheng - Hun #4
- Jay Baruchel - Sailor Joey Motorola
- Mindy Kaling - Docent
- Keith Powell - Tuskegee Airman #1
- Craig Robinson - Tuskegee Airman #2
- Samuel Patrick Chu - Teenage Boy #1
- Augustus Oicle - Teenage Boy #2
- Kai James - Teenage Boy #3
- Clint Howard - Air and Space Mission Control Tech #1
- Matty Finochio - Air and Space Mission Control Tech #2
- George Foreman - George Foreman
- Josh Byer - Capone Gangster #1
- Sophie Levy - Young Girl #1
- Tess Levy - Young Girl #2
- Christina Schild - 'American Gothic' Woman
- Robert Thurston - 'American Gothic' Farmer
- Alberta Mayne - Kissing Nurse
- Clifton MaCabe Murray - Kissing Sailor
- Caroll Spinney - Oscar the Grouch (voice)
- Dan Joffre - Town Car Driver
- Dave Hospes - Astronaut
- Regina Taufen - New York Reporter
- Shawn Levy - Infomercial Father
- Joe Jonas - Cherub #1 (voice)
- Kevin Jonas - Cherub #2 (voice)
- Nick Jonas - Cherub #3 (voice)
- Eugene Levy - Albert Einstein (voice)
- Brad Garrett - Easter Island Head (voice)
- Ed Helms - Larry Daley's Assistant (uncredited)
- Jonah Hill - Brundon the Security Guard (uncredited)
- Thomas Lennon - Wilbur Wright (uncredited)
- Crystal the Monkey - Dexter / Able (uncredited)
- Josh McLaglen
- Shawn Levy
- Daniel Mansfield
- Thomas Lennon
- Thomas Lennon
- Robert Ben Garant
- Robert Ben Garant
- Donna Isaacson
- Josh McLaglen
- Chris Columbus
- Mark Radcliffe
- Shawn Levy
- Michael Barnathan
- Alan Silvestri
- R.J. Kizer
- Scott Curtis
- David Giammarco
- Tim Gomillion
- David Lucarelli
Ben Stiller interpreta a Larry Daley en la película.
Amy Adams interpreta a Amelia Earhart en la película.
Owen Wilson interpreta a Jedediah Smith en la película.
Hank Azaria hace el papel de Kahmunrah / The Thinker / Abe Lincoln.
Robin Williams hace el papel de Theodore Roosevelt.
Christopher Guest interpreta a Ivan the Terrible en la película.
Alain Chabat interpreta a Napoleon Bonaparte en la película.
Steve Coogan interpreta a Octavius en la película.
Ricky Gervais hace el papel de Dr. McPhee.
Bill Hader interpreta a George Armstrong Custer en la película.
Jon Bernthal hace el papel de Al Capone.
Patrick Gallagher hace el papel de Attila the Hun.
Jake Cherry interpreta a Nicky Daley en la película.
Rami Malek interpreta a Ahkmenrah en la película.
Mizuo Peck hace el papel de Sacajawea.
Kerry van der Griend interpreta a Neanderthal #1 en la película.
Matthew Harrison interpreta a Neanderthal #2 en la película.
Rick Dobran hace el papel de Neanderthal #3.
Randy Lee hace el papel de Hun #1.
Darryl Quon interpreta a Hun #2 en la película.
Gerald Wong interpreta a Hun #3 en la película.
Paul Chih-Ping Cheng interpreta a Hun #4 en la película.
Jay Baruchel hace el papel de Sailor Joey Motorola.
Mindy Kaling hace el papel de Docent.
Keith Powell hace el papel de Tuskegee Airman #1.
Craig Robinson interpreta a Tuskegee Airman #2 en la película.
Samuel Patrick Chu interpreta a Teenage Boy #1 en la película.
Augustus Oicle interpreta a Teenage Boy #2 en la película.
Kai James hace el papel de Teenage Boy #3.
Clint Howard interpreta a Air and Space Mission Control Tech #1 en la película.
Matty Finochio hace el papel de Air and Space Mission Control Tech #2.
George Foreman interpreta a George Foreman en la película.
Josh Byer interpreta a Capone Gangster #1 en la película.
Sophie Levy interpreta a Young Girl #1 en la película.
Tess Levy hace el papel de Young Girl #2.
Christina Schild hace el papel de 'American Gothic' Woman.
Robert Thurston interpreta a 'American Gothic' Farmer en la película.
Alberta Mayne interpreta a Kissing Nurse en la película.
Clifton MaCabe Murray interpreta a Kissing Sailor en la película.
Caroll Spinney interpreta a Oscar the Grouch (voice) en la película.
Dan Joffre hace el papel de Town Car Driver.
Dave Hospes interpreta a Astronaut en la película.
Regina Taufen interpreta a New York Reporter en la película.
Shawn Levy interpreta a Infomercial Father en la película.
Joe Jonas hace el papel de Cherub #1 (voice).
Kevin Jonas hace el papel de Cherub #2 (voice).
Nick Jonas hace el papel de Cherub #3 (voice).
Eugene Levy interpreta a Albert Einstein (voice) en la película.
Brad Garrett interpreta a Easter Island Head (voice) en la película.
Ed Helms hace el papel de Larry Daley's Assistant (uncredited).
Jonah Hill hace el papel de Brundon the Security Guard (uncredited).
Thomas Lennon interpreta a Wilbur Wright (uncredited) en la película.
Crystal the Monkey interpreta a Dexter / Able (uncredited) en la película.
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