作为建国60周年的献礼片，《建国大业》的演员阵容实在是太强大了，随意一个配角都可能是娱乐圈响当当的腕儿，其中不乏唐国强、张国立、葛优、陈道明、姜文、陈坤等内地大腕，女星陈好、黄圣依、许晴，大导演冯小刚、陈凯歌也参与演出，李连杰、刘德华、黎明只能客串小角色……堪称娱乐史上最大牌龙套。最新消息，梁朝伟及甄子丹也将加入该片的演出。
《建国大业》中，刘德华客串蒋介石侍卫长俞济时
《建国大业》中，许晴饰演国母宋庆龄
《建国大业》中，唐国强饰演毛泽东
《建国大业》中，张国立客串蒋介石
《建国大业》中，黄圣依客串一名战地播音员
《建国大业》中，孙红雷客串《中央日报》记者胡立伟
《建国大业》中，李连杰客串国民党海军一级上将陈绍宽
《建国大业》中，黎明客串蔡廷锴
《建国大业》中，姜文客串国名党军统骨干人物毛人凤
《建国大业》中，胡军客串国民党军政高层顾祝同
《建国大业》中，冯小刚客串“上海三大亨”之一杜月笙；陈坤客串蒋经国
《建国大业》中，陈道明客串阎锦文
《建国大业》中，陈宝国客串国民参政会参政员甘介侯
《建国大业》中，陈好客串傅冬菊
《建国大业》中，王学圻与尤勇客串国民党内最具实力的地方军事势力组合李宗仁和白崇禧
《建国大业》中，刘仪伟客串国家主义派的主要代表李璜
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