肩書きは公開当時のもの。
小野寺俊夫（JAMSTEC所属・潜水艇パイロット）：草彅剛（SMAP）
阿部玲子（東京消防庁・第八消防方面本部 ハイパーレスキュー隊員）：柴咲コウ
田所雄介博士：豊川悦司
結城達也（小野寺の同僚 / 潜水艇パイロット）：及川光博
倉木美咲（避難民の少女）：福田麻由子
結城志穂（結城の妻）：佐藤江梨子
結城海斗（結城の息子）：鏑木海智
山本尚之（内閣総理大臣）：石坂浩二
野崎亨介（内閣官房長官 → 内閣総理大臣臨時代理）：國村隼
鷹森沙織（文部科学大臣 兼 危機管理担当大臣）：大地真央
法務大臣：北村和夫
外務大臣：矢島健一
財務大臣：大口広司
梅津誠吾（防衛庁長官）：石田太郎
統合幕僚長：並樹史朗
中田真一郎（防衛連絡調整官）：遠藤憲一
篠原学（内閣参事官）：松尾貴史
山城教授：加藤武[注釈 30]
山城教授の娘：安野モヨコ
山城教授の女婿：庵野秀明
福原教授：柄本明
斎藤博士：池田成志
幸長信彦（福原の助手）：村杉蝉之介
小野寺道子（小野寺の母）：長山藍子
小野寺香織（小野寺の姉）：和久井映見
田野倉珠江（玲子の叔母 / もんじゃ焼き店『ひょっとこ』店長）：吉田日出子
玲子の祖父：丹波哲郎[注釈 31]
倉木佳美（美咲の母）：木村多江
寺島浩（床屋）：六平直政
安川翔太（品川区役所職員）：手塚とおる
日沼達夫：大倉孝二
日沼静子（達夫の祖母）：花原照子
坂本康平（玲子の上司/レスキュー隊長）：津田寛治
自衛隊の隊長：ピエール瀧（電気グルーヴ）
吉住医師（佳美の担当医）：山田辰夫
浅見看護師：前田愛
コックス博士：リヤカット・アリ