Équipage du Magellan :
→ Kevin Costner est Johnse Rushmore
→ Christoph Waltz est le Siegfried « Sieg » Hammermeier, professeur en histoire antique, spécialiste des oeuvres d'Homère.
→ Emilia Clarke est Doreah Hammermeier, fille adoptive de Sieg.
→ Rachel Weisz est Lucretia Falco, égyptologue et ancienne bibliothécaire.
→ Shia LaBeouf est Scott Ambrose, matelot à bord du Magellan.
→ Tony Curran est Richard Gottlieb, peintre et cartographe.
→ Matt Smith est Christopher McCoy, géographe.
→ Russel Crowe est Pierre Delpech de Frayssinet, capitaine du Magellan.
→ Ben Barnes est Artémios Sideras, jeune soldat grec passionné d’histoire.
→ Robert Downey Jr. est Arthur Gladstone, zoologiste de renom.
→ Rachel McAdams est Natasha Sokolov, voyante.
→ Christian Bale est Pierre Duroy déserteur de la légion étrangère.
→ Zhang Ziyi est Yû Hei spécialiste de la culture et de l'histoire asiatique.
→ Jamies Dornan est Alexander Eccleston, jeune archéologue spécialiste de la civilisation Aztèque.
→ Rosamund Pyke est Lana Johnson, une linguiste spécialiste des langues mortes.
→ Holliday Grainger est Sœur Sarah, une none spécialiste des textes religieux.
Équipage du "Georges Washington" :
→ Jeremy Irons est John Rushmore, célèbre historien américain.
→ Tobey Maguire est James Thatch, jeune historien fasciné par le mythe de l'Atlantide.
→ Mark Strong est Mark Cooper, prestidigitateur et inventeur de génie.
→ Eva Green est Anastasia Ipatiev, passionnée d'histoire est collectionneuse d'objets rares.
→ Imogen Poots est Freyja Sorensen, historienne spécialisée en histoire nordique.
→ Michelle Rodriguez est Audrez Ramirez, mécanicienne.
→ Tom Riley est Tommaso Fanucci, historien de l'art.
→ Alan Rickerman est Francis Edward Frod, géographe.
→ Nina Dobrev est Jane Manderly, journaliste et écrivaine.
→ James McAvoy est Jamie Langston, architecte.
→ Jonathan Rhys Meyer est Karl Von Shaft, historien spécialiste de l'histoire grec.
→ Ewan McGregor est Tony McGuillicuty, linguiste spécialiste des langues mortes.
→ David Bradley est le Frère Sirio un moine corrompu expert en textes religieux.
→ Orlando Bloom est Jack Robertson, le jeune capitaine du "Georges Washington".
Autres :
→ Ben Kingsley est le Capitaine Némo, terroriste et commandant du sous-marin le « Nautilus ».
→ Noémie Lenoir est Nadia La Arwall, mystérieuse jeune femme à la beauté rare et porteuse d'une pierre bleue que beaucoup veulent s'approprier.
→ Eddie Redmayne est Jean de Baltique, jeune inventeur de génie.
→ Léonardo Di Caprio est John Beechman, riche américain passionné par le mythe de l’Atlantide, il est à la recherche du fameux orichalque, il est à l'origine de l'expédition "Georges Washington".
→ Anthony Hopkins est Douglas Beechman, ancien Président de la Beechman Steam qui finance l'expédition du "George Washington", patriarche tyrannique qui surveille de près les lubies de son fils John
→ Michelle Dockery est Katherine Beechman, épouse de John Beechman, femme malheureuse et alitée qui tente désespérément de donner un fils à cet époux dont elle est follement amoureuse.
→ Cristin Miliotti est Laetitia Beechman, musicienne veuve de Christopher Beechman, peintre de renom qui semble lui avoir laissé des codes secrets sur le mythe de l'Atlantide.
→ Freida Pinto est Malinche Beechman, fille adoptive de Douglas Beechman, étudiante en histoire et potentielle héritière universelle du vieil homme d'affaires.
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