姜文、周润发、葛优三位影坛大哥领衔主演，陈坤、胡军、廖凡、邵兵、张默、姚橹、姜武主演，算上冯小刚，《让子弹飞》的阵容聚齐了“十一罗汉”。记者了解到，其实凑齐“十一罗汉”，并非剧组最开始的想法。但是当影片定下姜文、周润发、葛优三位大哥之后，一帮男演员纷纷找上姜文，自荐进入这个“纯爷们”剧组，陈坤、胡军，都是主动请缨。连姜文的弟弟姜武，这次也首次跟哥哥提起，也想来演这个戏。最夸张的是，连姜文的老婆周韵，都得竞争上岗。“其实来为这个角色试戏的女演员非常多，但最后试下来，还真的是周韵是最合适的，也算是正大光明上的戏，不是走后门。”

《让子弹飞》宣传总监阎先生说，“因为周韵的长相属于比较江南范儿的，但是性格又很强，她这个角色是个女中豪杰，一方面有很温柔的一面，一方面又是很英姿飒爽的。”据介绍，周韵的故事是片中的一条重要伏线，既和主线故事密不可分，又有独立的情节发展。“周韵在影片中的角色会让人很惊艳，现在还不方便讲太多，她这个角色从造型到故事，都会让人动容，周韵此前的银幕形象多偏柔美，这次既保留了这一面，也会展现周韵比较帅气的一面”，阎先生表示，周韵此在片中的表演与几位大哥飙戏也丝毫不落下风，几场感情重戏几乎让人落泪。

除此之外，影片中的女主角还不止这三位，据知情人士爆料说，影片中还有一位“特别嘉宾”也有参演，不过剧组准备把这个新闻留到影片即将上映时才公布，阎先生只肯透露其戏份只是“惊鸿一瞥”型的，类似于《十月围城》中的李嘉欣。此前，张曼玉曾经因为骑马戏太多而婉拒了这部影片的邀约。