Главные роли в сериале «Детство Шелдона» исполнили:

• Иэн Армитидж — Шелдон Купер; 12
• Зои Перри — Мэри Купер, мать Шелдона; 1
• Ланс Барбер — Джордж Купер, отец Шелдона; 1
• Реган Реворд — Мелисса «Мисси» Купер, сестра-близнец Шелдона; 1
• Монтана Джордан — Джордж Купер-младший, старший брат Шелдона; 1
• Энни Поттс — Констанция «Конни» Такер, бабушка Шелдона. 1

Джим Парсонс выступил в роли рассказчика, а также стал одним из исполнительных продюсеров. 12