В главных ролях и эпизодах проекта участвовуют самые известные звезды: Филипп Киркоров (Артемон), Юрий Стоянов (Кот Базилио), Елена Воробей (Лиса Алиса), Николай Басков (Пьеро), Ксения Собчак (Мальвина) и многие другие. Певица Анна Семенович исполнила роль русской куклы Маши, подружки Буратино, по задумке режиссера. По этому поводу Юрий Гальцев отшутился: «Извините – нос растет, пора уже и подружку заводить». Сама же Аня, напротив, о любви грезила весьма романтично: «Моя героиня – настоящая девушка из сказки. Эту роль создали специально для того, чтобы у Буратино была невеста».