Die israelische Schauspielerin Gal Gadot absolvierte zusammen mit zwei weiteren Darstellerinnen ein Probe-Shooting für die Rolle der Wonder Woman. Dafür wurden sie an die Seite von Batman-Mime Ben Affleck gestellt, da der erste Auftritt der Heldin bereits in „Batman V Superman: Dawn Of Justice“ erfolgen sollte. Gadot sei bei diesen Testaufnahmen in der Lage gewesen, ihrem Kollegen „trotz seiner physischen Größe und Präsenz in die Augen zu sehen, ohne eingeschüchtert zu wirken“, wie Produzent Charles Roven beim FILMSTARTS-Setvisit verriet. Dabei habe sie aber noch eine Wärme und ein Funkeln ausgestrahlt und alle Eigenschaften mitgebracht, welche sich die Macher von der Amazone gewünscht haben: „Eine unglaubliche Stärke gepaart mit wahrer Herzlichkeit und Weiblichkeit.“
Gal Gadot war eigentlich für die Rolle der Faora in "Man Of Steel" vorgesehen, doch wegen ihrer Schwangerschaft konnte sie die Rolle nicht antreten. Antje Traue übernahm den Part daraufhin – und Gadot wurde später zu Wonder Woman, die erstmals im DC-Film "Batman V. Superman: Dawn Of Justice" zu sehen war - der auf "Man Of Steel" folgt.
Patty Jenkins ist die erste Regisseurin, die einen Superheldenfilm über eine weibliche Hauptfigur in Szene setzt.
Chris Pine hat die Rolle als Steve Trevor im DC-Film schlussendlich ergattert. Warner hatte zuvor ebenfalls ein Auge auf Alexander Skarsgård und Liam Hemsworth geworfen.
Verwandte der beiden haben jeweils Rollen im Kino-Universum des DC-Konkurrenten Marvel: Liams Bruder Chris Hemsworth spielt Donnergott und Avenger Thor; Stellan Skarsgård - Vater von Alexander - taucht in mehreren Marvel-Filmen als Wissenschaftler Erik Selvig auf.
Damit wirklich jede Bewohnerin von Themyscira wie eine wahre Amazone aussieht, wurden professionelle Athletinnen als Statistinnen und Nebendarstellerinnen engagiert, die dann auch noch ein mehrwöchiges Training durchlaufen mussten.