Edward Norton jako Bruce Banner / Hulk, naukowiec specjalizujący się w dziedzinach: biochemii, fizyki nuklearnej i promieniowania gamma. W wyniku wypadku zostaje napromieniowany, co skutkuje niekontrolowanymi transformacjami w Hulka – wielkiego, humanoidalnego stwora o nadludzkiej sile i wytrzymałości. Lou Ferrigno użyczył głosu Hulkowi. Liv Tyler jako Betty Ross, córka Generała Rossa, doktor biologii. Kiedyś spotykała się i współpracowała z Bannerem. Tim Roth jako Emil Blonsky, brytyjski wojskowy rosyjskiego pochodzenia współpracujący z generałem Rossem, który zostaje poddany eksperymentalnemu serum superżołnierza. Po połączeniu z krwią Hulka przemienia się w potwora nazwanego „Abomination”. Tim Blake Nelson jako Samuel Sterns, biolog, który pomaga Bannerowi odnaleźć antidotum. Ty Burrell jako Leonard Samson, doktor psychiatrii, który spotyka się z Betty Ross. William Hurt jako Thaddeus „Thunderbolt” Ross, ojciec Betty Ross i generał armii Stanów Zjednoczonych; jego obsesją jest schwytanie Hulka.
W filmie ponadto wystąpili: Christina Cabot jako Kathleen Sparr, oficer armii Stanów Zjednoczonych; Peter Mensah jako Joe Greller, generał i przyjaciel Rossa;