כבר עם ההכנות המוקדמות לסרט, לצד הליהוק הבטוח של ארנולד שוורצנגר כמחסל הראשי, פורסמו גם שמועות הנוגעות על תהליך הליהוק לדמויות הנוספות - ושמה של קלארק כמי שמועמדת לגלם את אמו של הגיבור עלה לצדן של ברי לארסון ומרגוט רובי - עד לרגע בו הראשונה כאמור זכתה בתפקיד. דמותה של שרה קונור עמדה במרכזם של שני הסרטים הראשונים בסדרה, אז גילמה אותה השחקנית לינדה המילטון.
מוקדם יותר השבוע דווח כי ג'ייסון קלארק ("כוננות עם שחר") במגעים לגלם את דמותו של בנה של שרה, ג'ון קונור. שוורצנגר (שנעדר מהסרט הרביעי, למעט הופעת אורח דיגיטלית) יגלם, כאמור, את דמותו של המחסל שנשלח מהעתיד, הפעם להגן על שרה קונור בשנות התבגרותה - ובכך טמון ההסבר להפרשי הגילאים בין השחקנים הראשיים.