去年9月，亚马逊米高梅工作室确认曾因出演HBO《权力的游戏》中珊莎·史塔克一角闻名的英国女演员苏菲·特纳，将担纲主演劳拉·克劳馥。随后在12月，曾饰演《未来全明星：返校》中兰多·约翰逊的英国演员马丁·博布-森普尔，以及在《哈利·波特》系列中诠释卢修斯·马尔福的英国演员詹森·艾萨克宣布加盟，当时具体角色尚未公开。
如今距剧集正式开拍约一年之际，亚马逊终于公布了核心演员及其对应角色。博布-森普尔将饰演劳拉的科技专家老友齐普(初登场于《古墓丽影5：历代记》)，艾萨克则将出演劳拉的叔叔阿特拉斯·德莫奈(初登场于《古墓丽影：崛起》)。《古墓丽影2》中的庄园管家温斯顿，将由在《外乡人》中饰演内德·高恩的苏格兰演员比尔·帕特森诠释。
其余演员将出演为本剧原创的全新角色：
• 因在《异形》系列中塑造艾伦·雷普利而闻名的美国演员西格妮·韦弗，将饰演神秘而善操纵的伊芙琳·沃利斯
• 在《BJ单身日记》系列中出演尤娜·阿尔康伯里的英国演员西莉亚·伊姆里，将饰演大英博物馆发展部主任弗朗辛
• 曾出演《爆笑女子乐队》中阿耶莎及《光环》剧集中卡琳娜的英国演员朱丽叶特·莫塔梅德，将饰演大英博物馆策展人乔治亚
• 为《最终幻想14》配音尼禄的英国演员约翰·赫弗南，将饰演政府官员大卫
• 在MGM+《潘尼沃斯》中饰演阿尔弗雷德的英国演员杰克·班农，将出演劳拉的飞行员格里
• 近期在《旺卡》中饰演亚瑟·斯拉格沃斯的英国演员帕特森·约瑟夫，将饰演政府官员托马斯·沃纳
• 因迷你剧《狂情错爱》中马库斯一角知名的德瑞混血演员奥古斯特·维特根斯坦，将饰演与劳拉有复杂渊源的探险家卢卡斯
• 在2019年电影《安娜》中主演安娜·波利亚托娃的俄罗斯演员萨莎·露丝，将饰演劳拉的竞争宿敌萨莎
