El director señaló que "solo hay una persona que pueda interpretar ese papel", y que esa persona es Natalie Portman. La actriz fue recibida en medio de las ovaciones del público cuando Waititi le entregó el martillo de rodillas. El actor que ha dado vida a Thor en las tres cintas anteriores de Marvel, Chris Hemsworth, y Tessa Thompson acompañarán a Portman en el reparto de esta película.