W październiku 2016 roku ogłoszono, że aktor Justin Chatwin pojawi się w odcinku świątecznym w 2016 roku w roli superbohatera. W odcinku świątecznym występują także Charity Wakefield, Adetomiwa Edun, Aleksandar Jovanovic i Logan Hoffman.
14 października 2016 roku Michelle Gomez potwierdziła, że ponownie pojawi się w roli Missy w tym sezonie. Postać Missy pojawiła się nie tylko w dwóch finałowych odcinkach tego sezonu, ale także w odcinkach Ostateczność, Zakłamany świat, Cesarzowa Marsa oraz Pożeracze światła. W maju 2017 roku Gomez ogłosiła, że będzie to ostatnia seria serialu, w której wystąpi w tej roli. 6 kwietnia 2017 roku stacja BBC ogłosiła, że do roli Mistrza powróci także poprzedni odtwórca tej roli, John Simm. Simm pojawił się w dwóch finałowych odcinkach tego sezonu.
16 listopada 2016 BBC ogłosiło, że w odcinku piątym (Tlen) pojawią się gościnnie Kieran Bew, Justin Salinger, Peter Caulfield, Mimi Ndiweni i Karen Brayben, natomiast w odcinku Pożeracze światła pojawią się Rebecca Benson, Daniel Kerr, Juwon Adedokun, Brian Vernel, Ben Hunter, Aaron Phagura, Sam Adewunmi i Billy Matthews.
Aktor Laurent Maurel został obsadzony w roli Nicolasa;