 Ryan Gosling | (Neil Armstrong) |
| Claire Foy | (Janet Armstrong) |
| Pablo Schreiber | (Jim Lovell) |
| Jason Clarke | (Edward Higgins White) |
| Kyle Chandler | (Deke Slayton) |
| Christopher Abbott | (Dave Scott) |
| Ethan Embry | (Pete Conrad) |
| Ciarán Hinds | (Robert Gilruth) |
| Corey Stoll | (Buzz Aldrin) |
| Shea Whigham | (Gus Grissom) |
| Patrick Fugit | (Elliott See) |
| Lukas Haas | (Mike Collins) |
| Cory Michael Smith | (Roger Chaffee) |
| Brady Smith | (Butch Butchart) |
| Olivia Hamilton | (Pat White) |
| Brian d'Arcy James | (Joseph A. Walker) |
| Perla Middleton | (la secrétaire de la NASA) |
| Anna Chazelle | (une employée de la Maison blanche) |
| Tyner Rushing | (une employée de la Maison blanche) |
| J.D. Evermore | (Chris Kraft) |
| William Gregory Lee | (Gordon Cooper) |
| Gavin Warren | (Rick Armstrong, enfant) |
| Luke Winters | (Rick Armstrong, adolescent) |
| Stephanie Turner | (Kelsey) |
| Steve Coulter | (Guenter Wendt) |
| Nelson Bonilla | (l'attaché de presse de la NASA) |
| John David Whalen | (John Glenn) |
| Benjamin Weaver | (le photographe) |
| Kris Swanberg | (Marilyn See) |
| Chris Ward | (l'employé de la salle de projection) |
| Mark Armstrong | (Paul Haney) |
| James R. Hansen | (le docteur Kurt Debus) |
| Shawn Eric Jones | (Wally Schirra) |
| Choppy Guillotte | (John Young) |
| Leon Bridges | (Gil Scott-Heron) |
| Donald Watkins | (Franklin Simms) |
| Mark Kelly | (le reporter de NBC) |
| Lucy Stafford | (Karen Armstrong) |
| Dustin Lewis | (Ralph Morse) |
| Charles Carroll | (un sénateur) |
| Joey Thurmond | (un sénateur) |
| Michael Lee Kimel | (Bill Moon) |
| Brian Mahoney | (l'enquêteur des pompiers) |
| Claire Smith | (Bonnie White, adolescente) |
| Braydyn Nash Helms | (Eddie White Jr., enfant) |
| Skyler Bible | (Richard F. Gordon Jr.) |
| Kent Wagner | (Fred Haise) |
| Josh Royston | (l'officier des affaires publiques de la NASA) |
| Irina Vanwells | (l'invitée de la Maison blanche) |
| Forrest Briggs | (le scientifique de la NASA) |
| Ambrit Millhouse | (la technicienne à la seringue) |
| Andrea Maria Hintermaier | (la journaliste hambourgeoise) |
| Edmund Grant | (Eddie White Jr., adolescent) |
| Linzy Clifton | (un ingénieur de la NASA) |
| Tyler Maples | (un ingénieur de la NASA) |
| Chris Russell | (un ingénieur de la NASA) |
| Grant Kersey | (un ingénieur de la NASA) |
| Ethan Stormant | (l'enfant au vélo) |
| Rodney J. Hobbs | (le chirurgien du vol X-15) |
| Perry Zulu Jr. | (Robert Lawrence) |
| James T. Schlegel | (un pompier) |
| Scott Lomas | (un pompier) |
| James Dav're | (un pompier) |
| Aurélien Gaya | (le reporter de l'agence française) |
| Todd Truley | (le reporter du Houston Post) |
| Wes Weems | (un contrôleur du lancement) |
| Brian Alexander | (le technicien de chez McDonnell) |
| Cecil M. Henry | (le brigadier général de l'Air Force) |
| James Siderits | (le médecin) |
| Thomas Clay Strickland | (le commandant d'Agena) |
| Tony Morgan | (un contrôleur du lancement) |
| Adam Christopher Murray | (le pilote) |
| Caroline Davis | (Carolyn See) |
| Joshua Powell | (le contrôleur d'Agena) |
| Gregg Puckett | (le docteur Charles Berry) |
| Robert Hatch | (Joe Schmitt) |
| Callie Brown | (Bonnie White, enfant) |
| Katelyn Davis | (Sally See) |
| Jonathan Baines | (le cadre de la NASA) |
| Andrew Buckman | (le membre du comité de contrôle) |
| Tim Harper | (le responsable de l'aviation civile) |
| Ben Owen | (John Hodge) |
| Mark Kirkman | (Fido) |
| Connor Blodgett | (Mark Armstrong) |
| Chandler Barron | (Scott Carpenter) |
| Brad Kitchen | (le directeur de vol assistant) |
| Anela Terzic | (la femme du pilote) |
| Willie Repoley | (Jim Fucci) |
| Aaron J. Brooks | (le pilote de la NASA) |
| Kevin Buttimer | (le garde à l'entrée) |
| Gary Miller | (l'employé du sénat) |
| George Linkenback | (le colonel Frank Borman) |
| Payson Durant | (l'officiel de la NASA) |
| Earl Will Eubank | (l'officier de sécurité de la NASA) |
| Doug Stroup | (le photographe de presse) |
| Philip Boyd | (un reporter) |
| Maria Z. Wilson | (une reporter) |
| Anthony Paolucci | (un reporter) |
| Milton Saul | (un reporter) |
| Curtis Gammage | (un reporter) |
| Maxwell Highsmith | (un reporter) |
| Martin Feigen | (un reporter) |
| Tim Olcott | (un reporter) |
| Melchor Rosabal | (un reporter) |
| James Michael Smith | (un reporter) |
| Charles Peak | (un reporter) |
| Bryce Mayfield | (un reporter) |
