吴京饰演的刘培强在第二部中并未死亡，而是继续存活并前往空间站执行任务。考虑到第一部结尾他已牺牲，第二部作为前传性质的续作，主要讲述早期故事。吴京本人曾调侃以为角色死了不用演，结果又“被骗”回来。他在第三部中预计仍会有重要戏份，毕竟他是该系列的精神符号之一。

李雪健饰演的周喆直在联合政府会议上的演讲被公认为全片高光时刻。他仅凭眼神和台词功底，就撑起了大国代表的气场与信念感。观众评价其“功力不凡”，即便平时听演讲容易走神的人也被深深吸引。这种感染力源于他对角色的深刻理解以及现场其他演员战战兢兢状态的对比衬托，展现了中国影人的精神脊梁。