Роль царя исполнил Анатолий Львович Кубацкий. На момент съемок артисту был 51 год, и он успел принять участие в другом проекте режиссера «Марьи-искусницы», в ленте «Новые похождения Кота в сапогах» (1958). В общем счете Анатолий Львович сыграл в 9 картинах Александра Роу и стал для него одним из наиболее любимых и дорогих актеров.
В образе приспешника Водокрута, Квака, выступил другой любимчик режиссера, Георгий Милляр. Широкой публике артист известен в первую очередь как несменный исполнитель Бабы Яги. Конкретно для роли придворного Водокрута Милляр сбрил брови и волосы, а также днями на пролет ходил в ластах. На этот шаг он пошел ради выработки особой пружинистой походки. Примечательно, что грим Георгию Францевичу делали при помощи обычной зеленки.
Ей наносили ежедневно как на лицо, так и на голову артиста.