W czerwcu ujawniono, że Mikkelsen zagra Kaeciliusa, a McAdams wcieli się w Christine Palmer. W lipcu poinformowano, że w filmie wystąpi Benjamin Bratt jako Jonathan Pangborn.
W październiku 2016 roku ujawniono, że Cumberbatch, poza tytułowym bohaterem, zagrał dzięki technologii motion capture swojego przeciwnika, Dormammu, któremu również podłożył głos. Wyjawiono również, że był to pomysł aktora.
Zdjęcia i postprodukcja