Zur Zeit der Dreharbeiten hatte von den Hauptdarstellern nur Fran Kranz (Marty) zuvor bereits mit Drehbuchautor Joss Whedon zusammengearbeitet. Kranz wirkte in der kurzlebigen Mystery-Drama-Serie "Dollhouse" mit, die von 2009 bis 2010 ausgestrahlt wurde.
Bei der Besetzung der Nebenrollen wählten Whedon und Drew Goddard einige ihrer etablierten Lieblingsdarsteller: Tom Lenk, der bereits in "Buffy – Im Bann der Dämonen" und "Angel - Jäger der Finsternis" mitspielte, erhielt die Rolle des Kontrollraum-Praktikanten Ronald. Whedon bezeichnet Lenk als seinen "Glücksbringer" und einen der lustigsten Schauspieler, der ihm Freude ohne Ende bereite. Auch Amy Acker, die die Kontrollraum-Technikerin Lin spielt, hatte bereits Rollen in "Buffy", "Alias - Die Agentin" und "Dollhouse".
Joss Whedon und Drew Goddard gaben an, geistesgegenwärtig gehandelt zu haben, als sie Chris Hemsworth engagierten, bevor dieser durch seine Darstellungen in "Thor" und "Marvel's The Avengers" international bekannt wurde. Weder Hemsworth noch sein Agent hatten das Drehbuch von "The Cabin in the Woods" zu Gesicht bekommen, vertrauten aber auf den guten Ruf von Whedon und Goddard. Als der Schauspieler schließlich das Skript lesen durfte, war er von der Geschichte begeistert.
Um die Geschichte von "The Cabin in the Woods" vor der Verbreitung im Internet zu schützen, gaben Joss Whedon und Drew Goddard den potentiellen Darstellern zu ihren Vorsprechterminen keine Passagen des eigentlichen Skripts, sondern neue, extra für sie geschriebene Seiten. Jeder der jugendlichen Hauptdarstellerinnen und -darsteller musste eine Szene vorspielen, in der die jeweilige Figur auf eine tödliche Bedrohung trifft, vom Pterodaktylus bis hin zu Tentakeln in einem Whirlpool. Die Charaktere der Figuren wurden herausgearbeitet, das jeweilige Szenario, in dem sie agierten, stammte jedoch aus völlig anderen Filmen.