El reparto de la serie Velma incluye, entre otros:
Mindy Kaling como Velma Dinkley (voice) (10 episodios), Constance Wu como Daphne Blake (voice) (10 episodios), Sam Richardson como Norville Rogers (voice) (10 episodios), Glenn Howerton como Fred Jones (voice) (10 episodios), Jane Lynch como Donna (voice) (10 episodios), Melissa Fumero como Sophie (voice) (10 episodios), Russell Peters como Aman (voice) (10 episodios), Wanda Sykes como Linda (voice) (10 episodios), Yvonne Orji como Gigi (voice) (8 episodios), Fortune Feimster como Olive (voice) (8 episodios), Sarayu Blue como Diya (voice) (7 episodios), Nicole Byer como Blythe (voice) (6 episodios)