《与你在世界终结之日》第二季延续了第一季的紧张氛围和深刻主题，演员阵容备受关注。本季主要角色由知名演员饰演，包括主角佐佐木一郎由经验丰富的演员田中圭扮演，他以其细腻的演技塑造了面对末日时的坚韧与脆弱。女主角美咲由人气女演员桥本环奈诠释，她将角色的成长与勇气展现得淋漓尽致。
此外，配角阵容也相当强大，包括饰演科学家高桥博士的山崎贤人，他在剧中展现了冷静与智慧；以及饰演反派领袖的松重丰，他的表演为剧情增添了张力。新加入的角色包括年轻幸存者铃木，由新星演员杉咲花饰演，她的加入为故事注入了新鲜血液。
其他关键演员包括木村文乃饰演的医疗队长，以及佐藤健饰演的幸存者组织成员。整体演员阵容通过精湛表演，成功传达了世界终结之日的绝望与人性光辉。如需详细列表，可参考官方发布信息或查看剧集片头。