演員
孫中山 趙文瑄(飾)
增肥十斤 還得戴牙托
作為辛亥革命這段歷史中最核心的人物，孫中山絕對是第壹男主角。
其實對趙文瑄來說，出演孫中山並不是壹件新鮮事，已經演過四次的他，堪稱“孫中山專業戶”。
趙文瑄說，為了讓自己的形象更接近孫中山，按導演要求必須得增肥10
斤。“我的臉不夠豐滿，為了更像孫中山，拍的時候還要戴著牙托。”
角色介紹 孫中山肯定是貫穿整個影片的。這次的劇作中突出他的醫人與醫國。
為突出職業特點，孫中山壹出場，就有為他的親密戰友黃興聽診的動作，聽診器連接著兩位偉人的友誼。為即將肩負廣州起義指揮的黃興聽診心臟和肺部，這個細節很有味道。
黃興 成龍(飾)
戴著大胡子示人
黃興在劇中的戲份僅次於孫中山。這個角色是最早定下的角色，因為成龍是影片的總導演。
從形象上看，成龍和黃興可不太像。黃興身形較胖，臉部比較豐滿，而且劇中黃興不到40歲，而已經56歲的成龍，略顯老態。
為使外形更加接近黃興，成龍將黏上大胡子示人。不知道看慣成龍大哥的小人物喜劇形象，此次變身歷史革命英雄會有怎樣壹番滋味。
角色介紹 辛亥革命時期，黃興以字克強聞名當時，與孫中山常被世人以“孫黃”並稱。1911年4月27日，他發動了廣州黃花崗起義，親自率敢死隊百余人。同年還參與了武昌起義。
袁世凱 孫淳(飾)
這次主打“滄桑牌”
在《辛亥革命》中，袁世凱身材較胖，這對標準身材的孫淳是壹個難題。
所以，孫淳和趙文瑄壹樣，首要任務是增肥。而長相方面，孫淳相當自信，“當我看過化妝師給我做好的造型，我自己都嚇壹跳。”
不過，孫淳說這次扮演的是袁世凱進行權利角逐的時期，這個時期的他“比較滄桑”，“我得重點抓住滄桑的感覺。”
角色介紹 大家對袁世凱是再熟悉不過了。在辛亥革命中，他主要是後期出現。他憑借帝國主義支持和北洋軍閥武力，利用資產階級革命派的軟弱性和妥協性，篡奪辛亥革命果實。
黎元洪 姜武(飾)
不用化妝都能演
黎元洪的扮演者，壹開始片方就想到了姜武。無論是外形還是氣質，兩人都神似，甚至連妝都不用化。
聽說，姜武本人也對黎元洪這個角色相當感興趣，自己還找來有關黎元洪的各種史實資料進行研究。
不過，片方說，姜武其實還沒有給他們最後的答復，但如果檔期能調得過來，他演黎元洪那是板上釘釘的事情。
角色介紹 黎元洪被稱為“墻頭草總統”，他是辛亥革命武昌首義的都督，也我國歷史上唯壹壹個兩任大總統和三任副總統的人。
三大配角
徐宗漢 李冰冰(飾)
女革命家徐宗漢是黃興的妻子，也是片中所有女性角色中戲份最重的。這也是成龍、李冰冰成功出演《功夫之王》後的第二次合作。而他們二人的革命愛情也是影片壹大感人看點。和其他參演演員不同的是，李冰冰除了擔綱女壹號，還多了壹個新的身份——擔任影片的聯合出品人和監制。李冰冰以片酬的方式投資《辛亥革命》，成為該片聯合出品人，最終她將不收取片酬，而是收取該片的票房分紅。
袁克定 王亞楠(飾)
王亞楠是在開拍前才知道自己演袁克定，所以王亞楠要在短時間內查閱大量的歷史資料。
同時他還要學習德語，因為袁克定有德國留學背景，在片中說著壹口流利的德語。
林覺民 胡歌(飾)
林覺民是黃花崗七十二烈士之壹，我們中學語文課本上《與妻書》的作者。1911年，林覺民從日本回國參加廣州起義，中途受傷被俘。當時傳言，抓獲壹個剪短發、穿西裝的美少年，指的就是林覺民林帥哥。
所以從外形上來看，胡歌絕對能勝任，只要他不把在“仙劍”中那股痞子勁帶進來就成。
還有這些大牌龍套
秋瑾 章子怡(飾)
在片中章子怡扮演秋瑾，她將在影片開始時出場，戲份約3分鐘。
汪精衛 余少群(飾)
余少群有望在片中飾演汪精衛，因為檔期問題還在協調。
張振武 房祖名(飾)
房祖名出演武昌起義中的湖北軍官、黃花崗72烈士之壹張振武，這也是他第壹次出演父親成龍執導的影片。