刚凭借《海王》里亚特兰娜女王一角，再度全球狂圈粉的妮可基德曼，此次在《无间炼狱》里突破以往形象，不惜自毁形象出演沧桑警探，凭借巅峰演技荣获第76届金球奖剧情片最佳女主角提名。郭富城在影片中饰演裁缝店老板，海报中他身着灰色长袍，复古圆框眼镜下表情严肃，表面上专为阔太太们定做高档旗袍，其实是在危机四伏的环境中镇定自如地用无线电波建起上海和延安后方的空中桥梁；赵丽颖在影片中饰演郭富城的太太，以阔太太身份在上海收集情报，姣美面容下是果断坚毅的性格，手持短枪毫不怯战;张翰在片中饰演为日本人工作的法租界巡捕，一身咖啡色格子西装，持枪侧身做出战斗姿态，紧锁的眉头又似乎另有隐情；朱一龙则在海报中身着长款灰色大衣，饱含激情一脸正气。