शमीक मूर को अप्रैल २०१७ में माइल्स मोरालिस के रूप में, जबकि लिव श्रेईबर को फ़िल्म के अघोषित मुख्य खलनायक के रूप में कास्ट किया गया था। इसके एक महीने बाद, महेरशला अली और ब्रायन टायरी हेनरी भी क्रमशः मोरालिस के चाचा ऐरन डेविस और पिता जेफरसन डेविस के रूप में कलाकारों के दल में शामिल हो गए। उसी वर्ष दिसंबर में, लॉर्ड और मिलर ने कहा कि एक वयस्क पीटर पार्कर / स्पाइडर-मैन फ़िल्म में मोरालिस के मेंटर के रूप में दिखाई देगा। टोबी मैग्वायर, जिन्होंने सैम राइमी फ़िल्मों में स्पाइडर-मैन की भूमिका निभाई थी, को शुरू में स्पाइडर-मैन के इस संस्करण के रूप में कास्ट किये जाने की बात चली थी, लेकिन "स्पाइडर-वर्स" के विचार से दर्शक भ्रमित न हो जाएं, इसलिए इस विकल्प को छोड़ दिया गया, और अप्रैल २०१८ में जेक जॉनसन द्वारा यह भूमिका निभाए जाने की पुष्टि कर दी गयी। यह भी घोषणा की गई थी कि ग्रीन गॉब्लिन, किंगपिन, और प्रॉलर चरित्र भी फ़िल्म में दिखाई देंगे, और उनका डिजाइन अंतिम मार्वल कॉमिक श्रृंखला पर आधारित होगा।

जून २०१८ में, सोनी ने अन्य कलाकारों के जुड़ने की पुष्टि की, जिसमें स्पाइडर-ग्वेन के रूप में हैली स्टेनफील्ड, मोरालिस की माता, रियो के रूप में लूना लॉरेन वेलेज़, और पार्कर की चाची मे पार्कर के रूप में लिली टॉमलिन के नामों की घोषणा की गयी। इसके अतिरिक्त श्रेईबर द्वारा निभाए जाने वाले चरित्र का भी खुलासा हुआ - उन्होंने किंगपिन का किरदार निभाने के लिए चुना गया था। इसके एक महीने बाद, निकोलस केज, जॉन मुलेन और किमिको ग्लेन को भी क्रमशः स्पाइडर मैन नॉयर, स्पाइडर-हैम और पेनी पार्कर की आवाज़ के रूप में घोषित किया गया था। नवंबर २०१८ में माइल्स के आयाम के पीटर पार्कर और स्पाइडर मैन २०९९ के रूप में क्रमशः क्रिस पाइन और ऑस्कर आइज़ैक के नामों की घोषणा की गई। पाइन राम्सी की पिछली फ़िल्म राइज़ ऑफ़ द गार्डियंस में भी शामिल थे। लॉर्ड और मिलर ने बताया कि वैकल्पिक स्पाइडर-मैन पात्रों को कॉमिक्स के आधार पर चुना गया था, जो कि उनके द्वारा कॉमिक्स के वास्तविक पात्रों को शामिल करने के इरादे से मार्वल कॉमिक्स पर किए गए शोधों के आधार पर "जितना संभव हो उतने विविध" थे।

एनीमेशन और डिजाइन
संगीत
स्पिन ऑफ़
पात्र चयन