Исполнительница главной роли Миа Васиковска, первая из объявленых прессе актеров, занятых в проекте, была утверждена за четыре месяца до начала съемок. Пробы на роль Алисы проходила известная молодая актриса Дакота Блю Ричардс. Однако из-за разницы в возрасте (сценарий предусматривал 18-ти летнюю героиню) и ряда сюжетных поворотов, включающих любовный роман с Сумасшедшим Шляпником (Джонни Депп), 14-ти летней Блю Ричардс было отказано. Джонни Депп пошутил в одном из интервью, что мог бы сыграть все роли в этом мультфильме. Впоследствии он был выбран на роль Сумасшедшего Шляпника.