- Audrey Tautou
- Amélie Poulain
- Mathieu Kassovitz
- Nino Quincampoix
- Rufus
- Raphaël Poulain
- Lorella Cravotta
- Amandine Poulain
- Serge Merlin
- Raymond Dufayel
- Jamel Debbouze
- Lucien
- Clotilde Mollet
- Gina
- Claire Maurier
- Madame Suzanne - la patronne du café
- Isabelle Nanty
- Georgette
- Dominique Pinon
- Joseph
- Artus de Penguern
- Hipolito
- Yolande Moreau
- Madeleine Wallace
- Urbain Cancelier
- Collignon
- Maurice Bénichou
- Dominique Bretodeau
- Michel Robin
- Mr. Collignon
- Andrée Damant
- Mrs. Collignon
- Claude Perron
- Eva
- Armelle
- Philomène
- Ticky Holgado
- L'homme dans la photo
- Kevin Dias
- Bretodeau enfant
- Flora Guiet
- Amélie enfant
- Amaury Babault
- Nino enfant
- André Dussollier
- Narrator / Récitant (voice)
- Eugène Berthier
- Eugène Koler
- Marion Pressburger
- Petites mains du générique
- Charles-Roger Bour
- L'homme à la vespasienne
- Luc Palun
- L'épicier d'Amandine
- Fabienne Chaudat
- La femme dans le coma
- Dominique Bettenfeld
- Le voisin d'Amélie
- Jacques Viala
- Le client qui humilie son ami
- Fabien Béhar
- Le client humilié
- Jonathan Joss
- Le fils du client humilié
- Jean-Pierre Becker
- Le clochard
- Jean Darie
- L'aveugle
- Thierry Gibault
- Le client aux endives
- François Bercovici
- Son copain
- Franck Monier
- Dominique Bredoteau jeune
- Guillaume Viry
- Le S.D.F.
- Valérie Zarrouk
- Dominique Bredoteau femme
- Marie-Laure Descoureaux
- La concierge du mort
- Sophie Tellier
- La Tante Josette
- Gérald Weingand
- L'instituteur
- François Viaur
- Le patron du bistrot
- Paule Daré
- Son employée
- Marc Amyot
- L'inconnu des photomatons
- Myriam Labbé
- La cliente du tabac
- Jean Rupert
- L'opéré des cloisons nasales
- Frankie Pain
- La marchande de journaux
- Julianna Kovacs
- Une cliente de l'épicerie
- Philippe Paimblanc
- Le contrôleur du train
- Mady Malroux
- Les jumelles
- Monette Malroux
- Les jumelles
- Robert Gendreu
- Le client du café
- Valériane de Villeneuve
- La femme qui rit
- Isis Peyrade
- Samantha
- Raymonde Heudeline
- La caissière du train fantôme
- Christiane Bopp
- La femme près du manège
- Thierry Arfeuillères
- L'homme statue
- Jerry Lucas
- Le petit garçon du Sacré-Coeur
- Patrick Paroux
- Le souffleur de rue
- François Aubineau
- Le facteur de la concierge
- Philippe Beautier
- Le facteur de Poulain
- Karine Asure
- La jolie fille du rendez-vous
- Régis Iacono
- Félix L'Herbier
- Franck-Olivier Bonnet
- Palace Video
- Alain Floret
- Le mari de la concierge
- Jean-Pol Brissart
- Jacques Grosjean
- Frédéric Mitterrand
- Self
- Dean Baykan
- (uncredited)
- Joan Bennett
- Ellie Banks
- Clément Chebli
- (uncredited)
- Laurent Delpit
- L'homme de Montmartre
- Rudy Galindo
- Self
- Eloïse Labro
- (uncredited)
- Jean-Michel Larqué
- Self
- Manoush
- Nymphomaniac
- Federico MartÃn Bahamontes
- Self
- Thierry Roland
- Self
- Sister Rosetta Tharpe
- Self
- Jacques Thébault
- Voice-Over
- Spencer Tracy
- Stanley T. Banks
