Sebelumnya, Cillian telah berperan dalam film The Dark Knight Trilogy, Inception, dan Dunkirk yang disutradarai oleh Christopher Nolan.
Emily Blunt yang sebelumnya beradu acting dengan Cillian Murphy di film A Quiet Place 2 kini berperan sebagai Katherine Oppenheimer.
Baca Juga: 7 Tokoh Penting dalam Film Oppenheimer yang Sedang Tayang di Bioskop
Matt Damon didapuk berperan sebagai Letnan Jenderal Leslie Groves yang menjadi direktur militer untuk Proyek Manhattan.
Pemeran tokoh Iron Man, Robert Downey Jr juga turut andil dalam film ini sebagai Lewis Strauss yang pernah terlibat perdebatan dengan Oppenheimer terkait penggunaan bom hydrogen di Perang Dunia II.
Jean Tatlock diperankan oleh Florence Pugh, Rami Malek sebagai David Hill, dan Tom Conti sebagai Albert Einstein.
Film ini juga diramaikan oleh sejumlah nama-nama besar lain yang memerankan ilmuwan-ilmuwan terkenal seperti Niehl Bohr, Enrico Fermi, Richard Feynman, Kurt Gödel, dan ilmuwan lainnya.***