El reparto de la serie Doom Patrol incluye, entre otros:
Diane Guerrero como Crazy Jane (40 episodios), April Bowlby como Rita Farr / Elasti-Woman (40 episodios), Joivan Wade como Victor Stone / Cyborg (40 episodios), Riley Shanahan como Cliff Steele / Robotman (40 episodios), Matthew Zuk como Larry Trainor / Negative Man (40 episodios), Matt Bomer como Larry Trainor / Negative Man (voice) (40 episodios), Brendan Fraser como Cliff Steele / Robotman (voice) (40 episodios), Timothy Dalton como Dr. Niles Caulder / The Chief (26 episodios), Skye Roberts como Kay Challis (23 episodios), Phil Morris como Silas Stone (17 episodios), Michelle Gomez como Laura De Mille / Madame Rouge (16 episodios), Hannah Alline como Pretty Polly (15 episodios)