El actor británico Clive Owen, que interpretó a Hemingway, pasó cinco meses investigando al escritor antes de comenzar el rodaje. Irving invitó a expertos en Hemingway para que lo llevaran a visitar el lugar donde vivió Hemingway en París, los lugares mencionados en las obras de Hemingway, los cafés que Hemingway visitaba con frecuencia, etc., y fue a Cuba para visitar la residencia de Hemingway en La Habana. Hemingway murió.
Antes de asumir el papel de Gellhorn, Nicole Kidman casi no entendía a Gellhorn. Pero la independencia y la ambición de Gellhorn como mujer la atrajeron y la decidieron a asumir la obra. También entendió algunas de las escenas de sexo entre Hemingway y Gellhorn en la película, y creía que esos diálogos podrían retratar mejor el carácter de Gellhorn de "no pertenecer a nadie".
La actriz china Chen Chong interpreta el papel de la señora Chiang en la película. Su papel se centra principalmente en la historia de Shanghai.