Paul Bettany spielt in "Transcendence" Will Casters Kollegen Max Waters, war jedoch offenbar nicht erste Wahl für die Rolle. Es heißt, dass zunächst Ewan McGregor und dann Tom Hardy für den Part vorgesehen waren, bevor sie jeweils aus Termingründen absprangen.
Wally Pfister begann seine Karriere Anfang der 90er Jahre als Kameramann bei Low-Budget-Horrorfilmen und Erotikstreifen. Im Jahr 2000 engagierte ihn dann Regisseur Christopher Nolan für "Memento" und arbeitete im Anschluss weitere sechs Mal mit ihm zusammen. Pfister wurde Nolans fester Kameramann. "Transcendence" stellt dennoch den bisherigen Höhepunkt in Wally Pfisters Karriere dar – der Sci-Fi-Thriller ist sein Regie-Debüt.
Ähnlich wie bei der Besetzung der Rolle des Max Waters (Paul Bettany) wurde auch für die weibliche Hauptrolle Evelyn Caster am Ende nicht die Schauspielerin verpflichtet, die erste Wahl war. Es heißt, dass Kate Winslet bereits feststand, dann jedoch absagen musste. Im Anschluss wurden zunächst Noomi Rapace und dann Emily Blunt, Rooney Mara und Rebecca Hall für die Rolle gehandelt. Am Ende setzte sich Rebecca Hall durch. Sie profitierte dabei also von den Terminschwierigkeiten der vorgesehenen Besetzung – siehe Paul Bettany.
Für die Rolle der Bree sprach unter anderem auch Schauspielerin Alison Brie vor. Trotz der vorhandenen Ähnlichkeit zwischen ihrem Nachnamen und dem Rollennamen wurde am Ende Kate Mara besetzt. Der Name ist eben nicht immer alles.