 | Jason Segel als Gary |
 | Amy Adams als Mary |
 | Chris Cooper als Tex Richman |
 | Rashida Jones als CDE Executive |
 | Steve Whitmire als Kermit / Beaker / Statler / Rizzo / Link / Newsman (voice) |
 | Peter Linz als Walter (voice) |
 | Eric Jacobson als Miss Piggy / Fozzie / Animal / Sam Eagle / Marvin Suggs (voice) |
 | Dave Goelz als Gonzo / Honeydew / Zoot / Beauregard / Waldorf (voice) |
 | Bill Barretta als Swedish Chef / Rowlf / Teeth / Pepe / Bobo / Muppet Gary (voice) |
 | David Rudman als Scooter / Janice / Miss Poogy / Wayne (voice) |
 | Matt Vogel als Pepper / Camilla / Sweetums / Robot / Deadly / Harry (voice) |
 | Alan Arkin als Tour Guide |
 | Bill Cobbs als Grandfather |
 | Zach Galifianakis als Hobo Joe |
 | Ken Jeong als Punch Teacher Host |
 | Jim Parsons als Human Walter |
 | Eddie Pepitone als Postman |
 | Kristen Schaal als Moderator |
 | Sarah Silverman als Greeter |
 | Eddie 'Piolin' Sotelo als TV Executive |
 | Raymond Ma als Elderly Asian Man |
 | Shu Lan Tuan als Elderly Asian Woman |
 | Donald Glover als Junior CDE Executive |
 | Dahlia Waingort als TV Executive |
 | Jonathan Palmer als Reporter One |
 | Don Yanan als Reporter Two |
 | Michael Albala als TV Executive |
 | Julia Marie Franzese als Punch Teacher Kid |
 | Gunnar Smith als Gary Age 6 |
 | Connor Gallagher als Gary Age 9 |
 | Justin Marco als Gary Age 13 |
 | Cameron Kasal als Laughing Kid |
 | Justin Tinucci als Laughing Kid |
 | Alex Long als Laughing Kid |
 | Aria Noelle Curzon als Waitress |
 | Emily Blunt als Miss Piggy's Receptionist |
 | James Carville als James Carville |
 | Leslie Feist als Smalltown Resident |
 | Whoopi Goldberg als Whoopi Goldberg |
 | Selena Gomez als Selena Gomez |
 | Dave Grohl als Animool |
 | Neil Patrick Harris als Neil Patrick Harris |
 | Judd Hirsch als Judd Hirsch |
 | John Krasinski als John Krasinski |
 | Rico Rodriguez als Rico Rodriguez |
 | Mickey Rooney als Smalltown Resident |
 | Tyler Bunch als Fozzie Moopet / Thog / Additional Muppet Performer (voice) |
 | Bruce Lanoil als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Michelan Sisti als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Paul McGinnis als Additional Muppet Performer (voice) |
| Greg Ballora als Additional Muppet Performer (voice) |
 | David Alan Barclay als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Tim Blaney als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Kevin Carlson als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Leslie Carrara-Rudolph als Additional Muppet Performer (voice) |
| Kristin Charney als Additional Muppet Performer (voice) |
| Nathan Danforth als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Alice Dinnean als Afghan Hound / Wanda / Additional Muppet Performer (voice) |
| Julia Gunn als Additional Muppet Performer (voice) |
| BJ Guyer als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Tanya Haden als Additional Muppet Performer (voice) |
| Patrick Johnson als Additional Muppet Performer (voice) |
| Sean W. Johnson als Additional Muppet Performer (voice) |
| Len Levitt als Additional Muppet Performer (voice) |
 | James Murray als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Michael Oosterom als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Karen Prell als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Mike Quinn als Additional Muppet Performer (voice) |
| David Skelly als Additional Muppet Performer (voice) |
| Andy Stone als Additional Muppet Performer (voice) |
| Art Vega als Additional Muppet Performer (voice) |
| Alex Villa als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Chase Woolner als Additional Muppet Performer (voice) |
 | Jack Black als Jack Black (uncredited) |
 | Mike Carlucci als Scout Troop Leader (uncredited) |
| Reese Hartwig als Punch Teacher Contestant (uncredited) |
 | Jerry Nelson als Telethon Announcer (voice) (uncredited) |
| James Bobin | Director |
| Jason Segel | Writer |
| Nicholas Stoller | Writer |
| Rahel Afiley | Costume Design |
| Don Burgess | Director of Photography |
| James Thomas | Editor |
| Martin G. Baker | Executive Producer |
| David Hoberman | Producer |
| Todd Lieberman | Producer |
| John G. Scotti | Executive Producer |
| Jason Segel | Executive Producer |
| Nicholas Stoller | Executive Producer |
| Christophe Beck | Original Music Composer |
| Steve Saklad | Production Design |
| Andrew Max Cahn | Art Direction |
| Tracey A. Doyle | Set Decoration |
| Ronnie Specter | Makeup Department Head |
| Cheryl Ann Nick | Makeup Department Head |
| Steve Cantamessa | Sound Mixer |
| Benjamin L. Cook | Sound Designer |
| Beau Borders | Sound Re-Recording Mixer |
| Kevin O'Connell | Sound Re-Recording Mixer |
| Brian Armstrong | Sound Editor |
| Kami Asgar | Supervising Sound Editor |
| Hector C. Gika | Sound Editor |
| Sean McCormack | Supervising Sound Editor |
| Will Riley | Sound Editor |
| D. Chris Smith | Sound Editor |
| Tim Tuchrello | Sound Editor |
| Laura Baker | Set Costumer |
| Jamelle Flowers | Set Costumer |
| Suzanne Cranfill | Costume Supervisor |
| Paula Truman | Costume Supervisor |
| John Berger | Art Direction |
| Scott Harber | Sound Mixer |
| Mark Robert Taylor | Assistant Art Director |
| Bradley Rubin | Assistant Art Director |
| Andrew Bird | Additional Music |
| Bret McKenzie | Songs |
| Nicole Randall | Stunts |
| Doug Coleman | Stunts |
| Debbie Evans | Stunts |
| Allan Graf | Second Unit Director |
| Clay Cullen | Stunts |
| Danny Wynands | Stunts |
| Jim Henson | Characters |
| Steve Kelso | Stunts |
| Jeremy Fry | Stunts |
| Mickey Giacomazzi | Stunts |
