馮小剛（飾演杜月笙）
杜月笙是上海灘的黑幫老大，馮小剛的造型是黑色中式短衫搭配尼龍禮帽，典型舊上海風格的小圓黑墨鏡，身邊經常是十多位黑幫護衛，無論從扮相還是陣勢，這個杜月笙和他在《功夫》中扮演的“鱷魚幫老大”都有幾分相似。
陳凱歌（飾演馮玉祥）
他的戲份出現在影片的開始部分，不過一齣場就遇難了。作為國民黨革命委員會的創始人之一，毛主席曾給他寫信邀請他參加政協會議。
姜文（飾演毛人鳳）
毛人鳳是國民黨軍統頭子，姜文穿軍裝、叼雪茄，派頭十足。姜文的戲份也不多，他的重頭戲是與“蔣介石”張國立的秘密商談，“在特定的時候，我看，對個別人等，是不是可以清理一下？”“毛人鳳”姜文躬身低頭等待“蔣介石”發話，對面的張國立緩緩點頭，語調低沉：“清理得不乾淨，國際輿論對我們很不利。毛澤東的行蹤知道了嗎？”“保定，城南莊！”姜文回答得乾脆利落，導演韓三平也忍不住在“卡”聲之後喝起了彩。
胡軍（飾演顧祝同）
顧祝同曾擔任國民黨陸軍總司令、國防部參謀總長，胡軍在戲中也僅僅有3場戲、5句臺詞、零片酬出演。對於安排演什麼角色，他從沒挑剔過，堅決服從安排。他説《建國大業》是電影圈的朋友們第一次聚這麼齊，人這麼多，很好玩，很有趣，關於戲份，“我比李連杰還多十多個字呢！”
趙薇（飾演革命女代表）
她在片中與田漢、周恩來等人討論國歌國旗，她反對田漢的歌詞，認為歌詞不適合新中國國情。
陳道明（飾演閻錦文）
閻錦文是國民黨時期上海警備司令部高官，戲中講述毛人鳳要對當時民盟領導人張瀾和羅隆基動手，陳道明的主要戲份是以起義將領身份營救張瀾。因為這部戲裏參演的大導演不少，除了總導演韓三平，還有黃建新、張國立、陳可辛、陳凱歌等4位執行導演，或許是擔心導演意見太多，陳道明在演戲時半開玩笑地問：“這麼多導演，我聽誰的？”
葛優（飾演盧廣聲）
據導演黃建新透露，葛優的臺詞和場景相當有喜感。主要戲份是擔任解放軍團長的葛優，他的排長下屬向他報告，説前面有家地主的院子很大，又很堅固，大炮都打不過去，結果葛優過去發現：“這不是北京城墻嗎？怪不得那麼結實。”
張涵予（飾演神秘人物）
扮演一名毛主席身邊的神秘人物，雖然沒有什麼官銜，身份卻非常特殊。除了與毛澤東的扮演者唐國強以及廚師範偉演對手戲外，還有一場內心戲。
孫紅雷 （飾演胡立偉）
胡立偉在戲中是《中央日報》記者，只有兩句臺詞，但他採訪的是“毛澤東”和“蔣介石”，片中“毛澤東”和“蔣介石”分別從兩側走下樓梯，在樓梯的交匯處握手留影。此時，孫紅雷第一個提問：“我是《中央日報》的記者，我注意到蔣主席和毛先生今天都穿了中山裝，請問在這樣一個特別的日子裏穿一樣的著裝是否有什麼特別的意義？”第二個問題是追問兩黨在政治和軍事上是否有共同點。
