鹿晗饰演了一个情报联络员，他演得神形兼备。陈伟霆扮演洪门老八，塑造人物入木三分。

19岁的关晓彤，首次饰演历史人物的周恩来的妻子邓颖超。关晓彤认为周恩来夫妇俩之间的大义大爱深深触动了她，她将这份感动也融入到了对青年邓颖超的塑造中。

23岁的董子健扮演邓小平。“难得的缘分”，他为贴近角色而苦练四川方言，更引得网友通过社交平台和他“对飚四川话”。

刚刚20出头的周冬雨饰演范桂霞。周冬雨称“不敢辜负这部不能演不好的电影”，她把自己性格中坚韧的部分加入到了表演中。

19岁的刘昊然，为了更好地把握角色，把剧本里的所有人物都做了解读分析，50多个角色的人生经历都了然于胸。

霍建华饰演蒋介石。他用细腻的细节和表情，展现了蒋介石野心勃勃又心思缜密的特点，让网友惊叹“简直神还原”相似度之高超出预期。

李易峰饰演何长工，历史人物何长工非常受毛泽东的器重和信赖，是个典型的知识分子，他出过洋留过学，卓越的军事家、教育家、老一辈无产阶级革命家，创办了多所高等学府。

一些观众认为多位80后、90后演员的主演《建军大业》，让人不能理解，黄建新却表示：“事实上，我们现在这些80后、90后演员，比那些当自为了革命抛头颅洒热血的伟人当时的年纪还大出.一些。”黄建新还笑称，总不能让刘烨、周冬雨他们这样的演员打玻尿酸吧。

韩三平夸他们是乖娃娃

“ 鹿晗、关晓彤、陈伟霆、周冬雨等80、90后青年演员，在拍摄《建军大业》时，个个都是乖娃娃。他们特别能吃苦，戏拍得相当好。我作为艺术总监，对他们很满意。”韩三平用四川话如实夸奖《建军大业》的青年演员们。

饰演毛泽东的刘烨和饰演周恩来的朱亚文都不是第一次诠释伟人领袖角色，“颇有心得”的他们常常主动与其他主创交流；饰演朱德的黄志忠和饰演贺龙的王景春，一到片场便自动开启“戏骨模式”，引得青年演员们纷纷“偷师”；欧豪为能出演自己十分敬佩的偶像叶挺而深感荣幸，在片场始终保持着“拼命三郎”般的工作状态；23岁的董子健将能够有机会饰演23岁的邓小平看作是一种“难得的缘分”，他为贴近角色而苦练方言，还专门找四川朋友和他“对飚四川话”；小爱、杨大鹏等青年演员亦自觉做足文本功课，着力运用细节再现革命军人的“飒爽英姿”。