Nel cast tornano, tra igli altri Sam Worthington (Jack Sully), Zoe Saldana (Neytiri), Sigourney Weaver (Kiri), Stephan Lang (l’avatar del Colonnello Quaritch), Kate Winslet (Ronal). A loro si aggiungono le new entry: Oona Chaplin (la nemica Varang, capo della tribù che vive nel vulcano), David Thewlis (Peylak, capo del clan del vento), Michelle Yeoh (Dott.ssa Karina Mogue), Jack Champion (Miles “Spider” Socorro, figlio del colonnello Quaritch e adottato da Jack e Neytiri, adesso è un teenager).
