本作の魅力を語る上で欠かせないのが、日米ともに実力派を揃えた声優陣の熱演です。英語オリジナル版でソフィアを演じたのは、米人気コメディ『モダン・ファミリー』でも知られるアリエル・ウィンター。日本語吹き替え版では、舞台や吹き替えで活躍する菊地ゆうみが担当し、無邪気でありながら芯の強いソフィアの声を情感豊かに表現しました。
主要キャラクターを取り巻く声優陣の布陣も見事です。義理の姉アンバー役を杉山滋美、義弟ジェームズ役を藤原夏海（幼少期は名取幸政など）が演じ、威厳と温かさを兼ね備えた国王ローランド2世には人気声優の小野大輔、母ミランダ役には加藤有生子がキャスティングされました。さらに、ソフィアの相棒となるウサギのクローバー役を高木渉、魔法使いのセドリック役を小形満が演じ、ユーモラスで奥行きのある掛け合いが全編にわたって繰り広げられます。
王立アカデミーの教師として映画『眠れる森の美女』に登場する3人の妖精（フローラ、フォーナ、メリーウェザー）がレギュラー出演している点も、オールドファンを唸らせる心憎い演出です。
