Στην «Δουνκέρκη» πρωταγωνιστεί ένα εντυπωσιακό καστ, ανάμεσα στους οποίους οι Τομ Χάρντι («The Revenant», «Mad Max: Fury Road», «Inception»), Μαρκ Ράιλανς («Bridge of Spies», «Wolf Hall»), Κένεθ Μπράνα («My Week with Marilyn», «Hamlet», «Henry V»), Κίλιαν Μέρφι («Inception», τριλογία «The Dark Knight»), όπως και ο πρωτοεμφανιζόμενος Φιόν Γουάιτχεντ. Στο καστ θα δούμε επίσης τους Ανιουρίν Μπαρνάρντ, Χάρι Στάιλς, Τζέιμς Ντ’Άρσι, Τζακ Λόουντεν, Μπάρι Κιόγκαν και Τομ Γκλιν-Κάρνι.