Эбби Манн, который написал сценарий «Нюрнбергского процесса» и сотрудничал с Чезаре Дзаваттини в работе над «
Затворниками Альтоны», старался убедить Спенсера Трейси, звезду мирового кино, сыграть роль Герлаха-старшего. Однако Трейси отказался, утверждая, что не может играть роль неамериканца. Его ближайший друг Фредерик Марч, снимавшийся вместе с Трейси в «Наследнике ветра», согласился на эту роль, однако он не был столь популярен у публики, в результате чего коммерческий успех фильма оказался под угрозой.
На роли Франца Герлаха Понти пригласил Максимилиана Шелла, австрийца по происхождению. В ту же самую ночь, когда Софи выиграла «Оскара», Шелл получил своего как лучший актер года за роль немецкого адвоката в фильме «Нюрнбергский процесс», поэтому выбор исполнителей многими объяснялся именно полученными призами, хотя на самом деле договоренность о партнерстве готовилась заранее. Шелл был любимчиком Эбби Манна, который дал ему его первую большую роль в первоначальной телевизионной версии «Нюрнбергского процесса».
По настоянию студии «XX век Фокс» ее актер-контрактник, Роберт Вагнер, получил роль мужа Джоаны Вернера Герлаха. Если девушка из Поццуоли могла изображать известную немецкую театральную актрису, почему бы парню из Детройта, штат Мичиган, не стать немецким аристократом? Но смесь многих акцентов главных исполнителей, игравших в фильме немцев, могла вызвать впоследствии море критики у специалистов и соответствующую реакцию зрителей.
Чтобы удовлетворить требования компаний, принявших участие в финансировании фильма, роль Франца и сестры Вернера Лени отдали французским актерам. Когда «Фокс» предложила Жанну Моро, Понти подумал, что она может оказаться серьезной соперницей Софи на экране, и отказался утвердить ее. В конце концов, согласились на Франсуа Прево, актрису с достаточно сомнительными претензиями на звездность.