* Sonya Walger como Molly Cobb, uma astronauta da NASA que é a primeira mulher a ir à Marte.
* Cynthy Wu como Kelly Baldwin, a filha de Ed e Karen Baldwin.
* Edi Gathegi como Dev Ayesa, um empresário bilionário que é o fundador da empresa espacial Helios.
* Mark Ivanir como Mikhail Mikhailovich, um cosmonauta da União Soviética.
* Michael Harney como Jack Broadstreet, o administrador da NASA.
* Colm Feore como Wernher von Braun, um cientista alemão que trabalha para a NASA.
Os protagonistas de For All Mankind são Joel Kinnaman, Michael Dorman, Shantel VanSanten, Jodi Balfour e Wrenn Schmidt.
Joel Kinnaman interpreta Ed Baldwin, um astronauta da NASA que é um dos primeiros homens a pisar na Lua.
Michael Dorman interpreta Gordo Stevens, um astronauta da NASA que é o melhor amigo de Ed Baldwin.
Shantel VanSanten interpreta Karen Baldwin, a esposa de Ed Baldwin.
Jodi Balfour interpreta Ellen Waverly, uma astronauta da NASA que é a primeira mulher a pisar na Lua.
Wrenn Schmidt interpreta Margo Madison, uma cientista da NASA que é uma das principais vozes contra a militarização do espaço.
Além dos protagonistas, o elenco de For All Mankind conta com Sonya Walger, Cynthy Wu, Edi Gathegi, Mark Ivanir, Michael Harney e Colm Feore.