Pengisi Suara

• Emma Thompson sebagai Polynesia (Poly), burung makaw yang bijaksana dan berani, penasihat Dolittle yang paling tepercaya.
• Rami Malek sebagai Chee-Chee, gorila pemalu yang mulia.
• John Cena sebagai Yoshi, beruang kutub yang bahagia tetapi selalu dingin, mengenakan chullo.
• Kumail Nanjiani sebagai Plimpton, burung unta nakal dan kritis tetapi bermaksud baik, memakai stoking bergaris.
• Octavia Spencer sebagai Dab-Dab, bebek yang membantu.
• Tom Holland sebagai Jip, anjing setia yang memakai kacamata.
• Craig Robinson sebagai Kevin, tupai nakal.
• Ralph Fiennes sebagai Barry, harimau agresif yang memiliki masa lalu dengan Dolittle.
• Selena Gomez sebagai Betsy, jerapah yang ramah.
• Marion Cotillard sebagai Tutu, rubah Prancis yang berteman baik dengan Betsy.
• Frances de la Tour sebagai Ginko-Who-Soars, Naga api yang menjaga buah ajaib Eden.
• Jason Mantzoukas sebagai James, capung lucu yang bertemu Dolittle di sel penjara tempat dia membantunya melarikan diri.
• Nick A. Fisher sebagai Mini, wupih sirsik yang lucu.
• Tim Trelor sebagai Humphrey, ikan paus
• Jim Carretta sebagai Arthur, tikus.berjenggot
  • Carretta juga sebagai Leona
• Ranjani Brow and Kelly Stables sebagai Mice
• Scott Menville sebagai pasukan semut
• Will Arnett sebagai kelinci di salah satu sel penjara Rassouli, teman Barry.