รายชื่อนักแสดงหลักที่ผู้ชมทั่วไปมักจำได้ทันทีมีดังนี้: Arnold Schwarzenegger รับบทเป็น T-800 (หรือคนเหล็กโมเดลเก่า), Linda Hamilton เป็น Sarah Connor, Edward Furlong เล่นบท John Connor และ Robert Patrick เป็นตัวร้าย T-1000 ที่เยือกเย็นและน่ากลัว นอกเหนือจากสี่คนนี้ยังมี Joe Morton ในบท Dr. Miles Dyson ซึ่งบทของเขามีน้ำหนักต่อโครงเรื่องอย่างมาก และ Earl Boen ปรากฏเป็น Dr. Silberman ที่เชื่อมโลกของตัวละครเข้ากับประเด็นจิตวิทยาได้ดี
สิ่งที่ฉันชอบคือเคมีระหว่าง Arnold กับ Linda — ความแข็งแกร่งแบบนิ่งของตัวละครคนเหล็กชนกับความเข้มแข็งที่ผ่านการหล่อหลอมมาของ Sarah ทำให้หนังมีมิติทางอารมณ์ไม่ใช่แค่ฉากแอ็คชั่นสุดตระการตา ส่วน Edward Furlong ในบทเด็กหนุ่มที่กำลังเติบโตเป็นผู้นำก็ให้ความบอบบางและความหวัง ในขณะที่ Robert Patrick เปลี่ยนทุกฉากที่เขาอยู่ให้มีบรรยากาศตึงเครียด ด้วยการแสดงที่เยือกเย็นและการเคลื่อนไหวที่ไม่เป็นมนุษย์ ทำให้ T-1000 กลายเป็นคู่ต่อสู้ที่น่าจดจำ