《真實的勇氣》一片完全是以片中角色之間的張力為主，所以挑選演員非常重要，而且這次柯恩兄弟大膽地挑選了從沒演過電影的少女演員海莉史坦菲德飾演全片的主人翁麥蒂羅斯。麥蒂這角色的選角過程非常複雜，這角色是美國文學少數的經典的勇敢女性角色，這角色曾被許多人和馬克吐溫經典小說〈頑童流浪記〉中的哈克芬做比較，因為她也充滿了個人主義，並且代表了美國精神，更重要的是，她是一個女孩子。

麥蒂這角色既聰明又犀利，說起話來直言不諱、毫不留情，絕對是一個不好對付的角色，但她卻是一個不折不扣的小女孩。她也像《綠野仙蹤》的桃樂絲遠離家園，但她想要回家的話，就必須看到殺害她父親的兇手血債血還。挑選飾演這角色的演員最大的挑戰是，這名少女演員必須同時擁有麥蒂純真和蠻橫無理的一面，她必須擁有少女的溫柔，也要有永不妥協的勇氣。

選角指導花了好幾個月的時間在全美各地舉行試鏡，終於在電影開拍前從數千人之中篩選出一名最佳人選：13歲的海莉史坦菲德，她讓柯恩兄弟印象最深刻的不只是她活潑的個性，還有她天不怕地不怕的膽識。海莉史坦菲德很直率地表達她對麥蒂這角色的喜愛，她說：「誰不會被麥蒂吸引？她又強悍又聰明，而且她才14歲，真的很不可思議，而且她只有一個目標，那就是找到殺死她父親的兇手，她也告訴自己找不到兇手，她這輩子是絕對不會罷休的。這一點是我和這角色最像的地方，我們為了達到目的，絕對不會讓任何事阻止我們。」

海莉史坦菲德接下這個角色真的是毫無懼意，她說：「柯恩兄弟並不會讓我害怕，而是讓我感到很驚訝，他們和片中演員都很謙虛，所以我一點都不會被他們嚇到，而且他們都把我當成自己人一樣。」但是她還是有很多事情要學，尤其是騎馬和開槍，雖然海莉會騎馬，但是她學的是英式的馬術騎法，她說：「我得學會美國西部牛仔的騎法。我從來沒開過槍，所以我爸就帶我到一個靶場讓我練習，這一點很有用，因為用真槍實彈射擊我才知道會有很強的後座力。用裝空包彈的手槍不會有後座力，但是麥蒂在片中開槍後被後座力推倒，所以我必須知道那是什麼感覺。」

對海莉史坦菲德來說，最大的驚喜是來自片中演員的演出，她說：「你讀完小說後會想像其他的角色會怎麼演，結果發現跟你想像的完全不同。」她在片中的一場戲中必須被麥特戴蒙飾演勒博夫打屁股，但是她一點都不害怕，她說：「每拍完一次，麥特都會說：『天啊，妳沒事吧？我沒有打傷妳吧？要是很痛的話一定要說。』但是我覺得很好玩，也很好笑。」

至於挑選片中的男主角就容易多了，因為柯恩兄弟很早就想找傑夫布里吉飾演公雞考柏恩。傑夫布里吉才以他在《瘋狂之心》一片中飾演的鄉村歌手拿下上一屆奧斯卡金像獎的影帝寶座，他也曾於1998年演出柯恩兄弟的作品《謀殺綠腳趾》。考柏恩自稱為「獨眼胖子」，雖然他的聲名遠播，但是他在電影一開始看起來並不怎麼可靠。他老是喝醉酒，睡在一間雜貨店後面，過著荒唐糜爛的生活，一點都不像麥蒂心目中的緝兇高手和救星，但是他漸漸在麥蒂的心目中成為值得尊敬、不屈不撓、能夠依靠的好夥伴。

傑夫布里吉以和當年約翰韋恩截然不同的演法詮釋這個角色，他以他對西部片類型的熱情（他父親洛伊德布里吉曾演出許多西部片）以及豐富的騎馬經驗（他從小就開始騎馬，也曾在許多電影中騎馬），專心一意刻劃出這個既頹廢又充滿正義感的角色。傑夫布里吉說：「公雞考柏恩其實是遊走在法律邊緣，他有時候會按照法律執法，有時候卻會用非常手段對付罪犯，但是麥蒂要找的是一個擁有真實的勇氣的人，他絕對擁有真實的勇氣。他不管情況對他有多麼不利，他都會拼了老命完成任務。」

他也很喜歡在片中和海莉史坦菲德飾演的麥蒂鬥嘴，因為這個強悍的少女就是有辦法逼他做他不想做的事，他說：「麥蒂是全片最具有挑戰性的角色，全部電影都圍繞著她，我一開始有點擔心，因為這是海莉史坦菲德第一次演電影，但是我在拍完第一天之後就說：『天啊，能找到她真的幸運。』她擁有一股甜美的天真氣息，但是她也能表現出她的角色強悍的一面。她演得太好了，根本就不需要任何指導。」

最近以柯林伊斯威特執導的《打不倒的勇者》一片入圍奧斯卡獎的麥特戴蒙則在片中飾演自以為是的德州騎警勒博夫，柯恩兄弟另外也再度找來曾和他們合作《險路勿近》的奧斯卡獎入圍者喬許布洛林飾演迫使麥蒂萬里緝兇的罪犯湯姆錢尼。喬伊柯恩說：「像喬許和麥特這種炙手可熱的演員，我們必須考慮他們的檔期，然後才能決定要不要找他們演出。」不過幸好他們都有檔期，所以就參與演出。

麥特戴蒙一直想和柯恩兄弟合作，可惜一直沒有機會，直到他們找他飾演勒博夫一角，麥特戴蒙馬上就對這角色感興趣，他說：「他是個自以為是的德州騎警，而且他很愛說話，他讓我想到湯米李瓊斯或是柯林頓，他們都很會說話，他老愛碎碎唸的個性在片中成為一個笑話，而且慢慢把公雞考柏恩逼得抓狂。他在片中有一場戲是差點把自己的舌頭咬斷，但是就算這樣，他還是不停地說話。」麥特戴蒙甚至故意把舌頭捲起來，然後用髮箍把舌頭夾住，製造出他講話大舌頭的效果。

考柏恩和勒博夫各自為了不同的原因追捕湯姆錢尼，他們一路上不斷鬥嘴吵架，老是想在麥蒂面前證明自己比較厲害，麥特戴蒙說：「他們簡直就是水火不容，考柏恩完全瞧不起勒博夫，偏偏勒博夫又很愛面子，他最感冒的是考柏恩不認為德州騎警有什麼了不起，但是他自己卻非常引以為傲，所以他們的關係很有趣。他們總是在較量，看誰比較有男子氣概，但是當他們遇到危險，就看得出他們真正的本性。」麥特戴蒙非常佩服海莉史坦菲德的演出，他說：「她演得太好了，這也要歸功於柯恩兄弟，他們跟她說話或導戲的口氣就跟和我或傑夫說話的口氣一樣，因為她知道她能夠接受。」

以《搶救雷恩大兵》走紅的巴瑞派柏在片中飾演亡命之徒老大福星奈德，他形容自己的角色是「一群烏合之眾和遜腳搶匪的老大」，他曾和考柏恩照過面，也曾被對方射到臉，所以他臉上才會有一片很大的疤痕，但是他總是有辦法逃跑。福星奈德這角色並不只是一個很平面的壞蛋，他也有不同的層面，巴瑞派柏說：「他並不是一個冷血殺手，他比較像披著羊皮的野狼，我覺得他應該很佩服麥蒂，因為她這麼有勇氣，竟然敢直接面對他。他和湯姆錢尼那種很孬的壞蛋不同，所以他才會和湯姆錢尼分道揚鑣，而且把麥蒂交還給考柏恩，或許奈德在這一點來說，也算有一點真實的勇氣吧。」