Casting Tomiyama nakazał udział Juna Hashizume i Megumi Odaki w filmie, jednak w wyborze reszty aktorów dał wolną rękę reżyserowi Yamashicie. Oprócz Megumi Odaki ponownie swe role powtórzyli Akira Nakao, Kōichi Ueda, Kenji Sahara, Sayako Osawa i Keiko Imamura. Za pośrednictwem agencji aktorskiej Inagawa Motoko Office amerykański statysta Ronald Hoerr otrzymał rolę doktora Mammiłowa. Hoerr dodatkowo użyczył głosu spikera NASA podczas wywoływania Moguery. Z tej samej agencji byli inni nie-japońscy aktorzy występujący w filmie.
Do roli Godzilli ponownie wrócił Kenpachirō Satsuma. W rolę Moguery wcielił się Wataru Fukuda, wcześniej grający Mechagodzillę w Godzilla kontra Mechagodzilla II, zaś małego Godzillę zagrał cierpiący na karłowatość japoński zawodowy zapaśnik Little Frankie. Kosmogodzillę zagrał Ryō Hariya będący debiutującym aktorem. Satsuma miał obiekcje do stylu aktorskiego Fukudy, jednocześnie dobrze wspominał pracę z Hariyą i uważał, że on powinien grać Godzillę w następnych filmach.
Muzyka Dotychczasowy kompozytor serii, Akira Ifukube odmówił skomponowania muzyki po przeczytaniu scenariusza uznając go za zbyt młodzieżowy, dodatkowo był niedostępny.