Christian Bale (VF : Philippe Valmont et VQ : Antoine Durand) : Bruce Wayne/Batman
Michael Caine (VF : Frédéric Cerdal et VQ : Vincent Davy) : Alfred Pennyworth
Heath Ledger (VF : Stéphane Ronchewski et VQ : Gilbert Lachance) : le Joker
Maggie Gyllenhaal : Rachel Dawes
Morgan Freeman (VF : Benoît Allemane et VQ : Aubert Pallascio) : Lucius Fox
Gary Oldman (VF : Vincent Violette et VQ : Marc Bellier) : Lt James Gordon
Aaron Eckhart (VF : Constantin Pappas et VQ :Daniel Picard): Harvey Dent/Double-Face
Anthony Michael Hall : Mike Engel
Cillian Murphy (VQ : Daniel Lesourd) : Dr. Jonathan Crane/L'Épouvantail
Michael Jai White : Gambol
Eric Roberts (VQ : Benoit Rousseau) : Salvatore Maroni
Nestor Carbonell : Anthony Garcia
Nathan Gamble : James Gordon Junior
William Fichtner (VQ : Jean-Luc Montminy) : le directeur de la banque nationale de Gotham
Melinda McGraw : la femme de James Gordon
Colin McFarlane (VQ : Pierre Chagnon) : Commissaire Gillian B. Loeb
Ainsi la plupart des acteurs présents dans le premier opus reprennent leur rôle dans le second, seul Katie Holmes est remplacé par Maggie Gyllenhaal dans le rôle de Rachel Dawes. Du côté des ennemis de Batman, Heath Ledger joue le nouveau Joker pour un rôle totalement différent de celui de Jack Nicholson dans Batman version Tim Burton. Aaron Eckhart est le nouveau procureur Harvey Dent.
L'acteur a annoncé sa transformation en Double-Face dans The Dark Knight. Cillian Murphy reprend du service dans le rôle de l'Epouvantail . Michael Jai White & Eric Roberts joueraient deux membres de la mafia. Le personnage de Roberts servirait de lien entre les affaires du Joker et celle de Dent. Anthony Michael Hall joue Mike Engel, un journaliste jaloux de Bruce Wayne et qui découvrira au cours du film sa double identité.