Trúc Anh - nữ chính của "Thiên thần hộ mệnh". Sau thành công với "Mắt biếc" - phim đạt doanh thu 180 tỷ đồng năm 2019 coi trực tiếp bóng đá Vũ, cô hợp tác với anh trong phim điện ảnh thứ hai. Cô vào vai Mai Ly (Trúc Anh), một ngôi sao giải trí bị đồn sử dụng búp bê ma thuật để đạt thành công trong nghề.

Trúc Anh nói khi Victor Vũ tuyển diễn viên hồi đầu năm 2020, cô đăng ký vì muốn thay đổi hình ảnh trẻ trung, hiện đại hơn. Đạo diễn cho biết: "Tôi chọn Trúc Anh vì nhận ra ở cô cách diễn tinh tế, thông minh - những yếu tố tôi cần cho vai này".

Diễn viên Salim đóng thứ chính - ca sĩ Lam Phương. Vốn là bạn thân coi trực tiếp bóng đá Mai Ly, cô bị bạn hại bằng cách sử dụng bùa ngải. Đạo diễn cho biết phim đề cập đến tham vọng danh tiếng coi trực tiếp bóng đá giới trẻ, kéo theo những hy sinh, mất mát họ phải chịu đựng. Anh nói: "Khi gặp tuyệt vọng, con người thường tìm đến tâm linh để giải thoát sự bế tắc. Phim khai thác điểm yếu về mặt tâm lý đó coi trực tiếp bóng đá giới trẻ".

Đạo diễn chọn Salim vì cô phù hợp với tạo hình ma mị, bí ẩn. Salim tên thật là Hoàng Kim Ngân, sinh năm 1992, từng đóng "Cầu vồng tình yêu", "Ma làng 2"...

Amee đóng vai phụ - Huyền, bạn thân coi trực tiếp bóng đá Mai Ly, người ngăn cô sa vào tội lỗi. Victor Vũ đánh giá cao Amee ở những cảnh thể hiện mâu thuẫn trong tình bạn giữa Huyền và Ly.

Phim là dự án điện ảnh đầu tiên coi trực tiếp bóng đá Amee. Cô sinh năm 2000, đi hát từ năm 18 tuổi, nổi tiếng với các hit cho giới trẻ như "Anh nhà ở đâu thế", "Đen đá không đường", "Trời giấu trời mang đi"...

Samuel An (phải) - cựu thí sinhThe Voice 2018- đảm nhận vai Khánh, chàng trai trong chuyện tình tay ba với Ly và Phương.

Victor Vũ quay lại thể loại kinh dị sở trường kể từ "Quả tim máu"(2014). Anh cho biết phim mới mang không khí u ám, kịch tính, đối lập với chất lãng mạn coi trực tiếp bóng đáMắt biếc. Đồng hành cùng đạo diễn ở dự án này là vợ anh - Đinh Ngọc Diệp - trong vai trò sản xuất. Để đưa hình tượng búp bê ma lên màn ảnh rộng, êkíp mất nhiều tháng vận chuyển hàng trăm hình nhân từ Thái Lan về nước.