* Anthony Perkins comme Norman Bates
* Janet Leigh dans le rôle de Marion Crane
* Vera Miles comme Lila Crane, la sœur de Marion
* John Gavin comme Sam Loomis, le petit ami de Marion
* Martin Baume comme Milton Arbogast, un détective privé
* Simon Oakland en tant que shérif Chambers
* John McIntire en tant que patron de Marion, M. Lowery
* Patricia Hitchcock (La fille d'Alfred Hitchcock) dans le rôle de Caroline, une femme qui s'enregistre au Bates Motel
Bien que le film présente un casting relativement restreint, ce sont les performances qui font de *Psycho* un film si mémorable, en particulier le portrait emblématique de Norman Bates par Anthony Perkins.