 | James Marsden als Diggs (voice) |
 | Nick Nolte als Butch (voice) |
 | Christina Applegate als Catherine (voice) |
 | Bette Midler als Kitty Galore (voice) |
 | Pascale Hutton als Jackie |
 | Katt Williams als Seamus (voice) |
 | Neil Patrick Harris als Lou (voice) |
 | Sean Hayes als Mr. Tinkles (voice) |
 | Wallace Shawn als Calico (voice) |
 | Roger Moore als Tab Lazenby (voice) |
 | Joe Pantoliano als Peek (voice) |
 | Michael Clarke Duncan als Sam (voice) |
 | Chris O'Donnell als Shane |
 | Jack McBrayer als Chuck |
 | Fred Armisen als Freidrich |
 | Kiernan Shipka als Little Girl |
 | Paul RodrÃguez als Crazy Carlito (voice) |
 | J.K. Simmons als Gruff K-9 (voice) |
 | Grey DeLisle als Security Bulldog/Catherine's Niece/Cat Spy Analyst |
 | Elizabeth Daily als Scrumptious / Patches / Catherine's Niece (voice) |
 | Phil LaMarr als Paws / Cat Spy Analyst (voice) |
 | Michael Beattie als Angus MacDougall (voice) |
 | Jeff Bennett als Duncan MacDougall (voice) |
 | Malcolm Stewart als Captain Flemming |
 | Dawn Chubai als Reporter |
 | Keith Dallas als Coit Tower Guard |
 | Len Morganti als Rex (voice) |
 | Betty Phillips als Cat Lady |
 | Christopher Lee Parson als Hep Cat / Cat Spy Analyst (voice) |
 | Bumper Robinson als Cool Cat / Dog Killa / Cat Spy Analyst / Slim (voice) |
 | Rick D. Wasserman als Rocky (voice) |
 | Roger L. Jackson als Inmate Fat Cat (voice) |
 | Bonnie Cahoon als Dog HQ PA / Catherine's Niece (voice) |
 | André Sogliuzzo als Snobby K-9 (voice) |
 | Carlos Alazraqui als Cat Gunner / Cat Spy Analyst (voice) |
| Grey DeLisle als Security Bulldog / Catherine's Niece / Cat Spy Analyst (voice) |
 | Ingrid Tesch als Mom |
 | Amitai Marmorstein als Playland Worker |
| Robert Hewko als Old Man |
| Mark Burgess als Used Car Salesman |
 | Sage Brocklebank als Park Patron |
| Brad Peyton | Director |
| Ron J. Friedman | Writer |
| Steve Bencich | Writer |
| Andy Hass | Animation |
| Sue Houston Safianoff | Animation |
| Seung Hoo Ihm | Animation |
| Jeremy Stewart | Animation |
| Polly Johnsen | Producer |
| Andrew Lazar | Producer |
| Miri Yoon | Co-Producer |
| Christopher Lennertz | Original Music Composer |
| Steven Poster | Director of Photography |
| Julie Rogers | Editor |
| Rusty Smith | Production Design |
| Tish Monaghan | Costume Design |
| Carol Lavallee | Set Decoration |
| Nate Fredenburg | Art Direction |
| Sandi Tanaka | Art Direction |
| Ray McIntyre Jr. | Stereoscopic Supervisor |
| Q Fortier | Visual Effects |
| Greg Michael | Second Unit Director |
| Bruce Berman | Executive Producer |
| Brent O'Connor | Executive Producer |
| Glenn Ficarra | Characters |
| John Requa | Characters |
| Ramsey Avery | Art Direction |
