- Chris Pine dans le rôle de James T. Kirk
-Zachary Quinto dans le rôle de Spock
- Karl Urban dans le rôle de Leonard McCoy
- Zoé Saldana dans le rôle d'Uhura
- John Cho dans le rôle de Hikaru Sulu
-Anton Yelchin dans le rôle de Pavel Chekov
-Simon Pegg dans le rôle de Montgomery Scott
- Bruce Greenwood dans le rôle de Christopher Pike
- Winona Ryder dans le rôle d'Amanda Grayson
- Eric Bana dans le rôle de Néron