Ryan Reynolds está em evidência desde Deadpool (2016) e é um dos atores mais badalados dos últimos anos. Após estar em Alerta Vermelho com Gal Gadot e The Rock, Reynolds agora é o protagonista neste novo filme da Netflix.
O jovem ator de apenas 13 anos estreia na sétima arte com um papel de destaque, entregando uma excelente atuação como a versão mais jovem de Adam Reed. Walker disse que foi um grande desafio, mas que trabalhar com Reynolds foi muito legal.
Zoe Saldaña interpreta Laura, esposa de Adam, e é uma das mais talentosas do elenco. A atriz, que também faz parte do Marvel Universe, afirmou que fazer O Projeto Adam foi um desafio, pois por causa da pandemia coisas simples como sair na rua e caminhar se tornaram desgastantes.
A experiente Catherine Keener esteve em Corra! (2017) como Missy Armitage, a mãe da principal vilã da trama. O diretor Shawn Levy disse que a escolheu pelo seu dinamismo e pela sua singularidade, pois acredita que a atriz é especial por ter uma identidade única
Jennifer Garner já atuou em filmes como Demolidor: O Homem Sem Medo, Eléktra e De Repente 30, longa em que faz par romântico com Mark Ruffalo, o seu marido na trama de O Projeto Adam.
Famoso por ser Bruce Banner nos filmes da Marvel, Mark Ruffalo dá vida ao cientista, professor e pai de Adam, Louis Reed. Em entrevista, ele disse que foi muito rica a experiência de viver um pai de família, pois sua jornada no MCU o fez ter contato com muitas crianças e adolescentes.