糸真、弦、和央に次ぐ重要人物・国重晴歌役にNHK連続テレビ小説「とと姉ちゃん」での好演が話題になり大作映画『亜人』の公開が待機する川栄李奈さん、弦の姉であり弦たちの学校で音楽教師をしている舘林弓役に数多くの映画に出演しNHK連続テレビ小説「べっぴんさん」に出演を果たした谷村美月さんの出演が決定。

その他、晴歌の中学の同級生・金沢雄大役に『銀の匙 Silver Spoon』に出演し、『曇天に笑う』の公開が控える市川知宏さん、国重晴歌の親友・工藤梨里役に北海道在住で本作が役者デビューとなる女性シンガー綾野ましろさん、同じく親友・菅原怜英役に監督自らオーディションで選出した新人・石川志織さん、弦の母親・舘林琴役に『Love Letter』、『地下鉄（メトロ）に乗って』の中村久美さん、糸真の母親・三浦真智役をNHK連続テレビ小説「まれ」や映画『俺物語!!』などに出演した鈴木砂羽さん、和央の母親・桜井由香里役にドラマ「別れたら好きな人」や今夏公演の舞台「罠」に出演の白石美帆さん、そして糸真の父親・住友泰弘役に大泉洋さん、安田顕さんらが所属する演劇ユニット「TEAM NACS」のリーダーを務める森崎博之さんが演じることが発表となりました！

併せて、劇中の楽曲をNHK連続テレビ小説「べっぴんさん」や映画『オオカミ少女と黒王子』などを手掛ける世武裕子さんが務めることも決定しました！