Astro Boy
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Freddie HighmoreAstro / Toby (voz)
Kristen BellCora (voz)
Nathan LaneHamegg (voz)
Eugene LevyOrrin (voz)
Matt LucasSparx (voz)
Bill NighyDr. Elefun / Robotsky (voz)
Donald SutherlandPresident Stone (voz)
Charlize Theron"Our Friends" Narrator (voz)
Nicolas CageDr. Tenma (voz)
Madeline CarrollWidget (voz)
Sterling BeaumonSludge (voz)
Samuel L. JacksonZog (voz)
David Alan GrierMr. Squirt / Math Cowboy / Boxer Robot (voz)
Alan TudykMr. Squeegee / Scrapheap Head / Stinger Two (voz)
Newell AlexanderGeneral Heckler (voz)
Elle FanningGrace (voz)
Pilar FlynnCora's Mom (voz)
Dee Bradley BakerTrashcan (voz)
Moisés AriasZane (voz)
Ryan StilesMr. Moustachio / Burning Robot (voz)
David BowersMike the Fridge (voz)- Sofia BowersThe Little Stinker (voz)
- Nicole Fletcher"Oh No!" Kid (voz)
- Maryann GargerDr. Pigknuckle / Newscaster (voz)
Tiffany HillkurtzBride to Be (voz)
David FeissCowboy Robot (voz)
Nicholas GuestFrench Waiter Robot (voz)
Max BurkholderBilly (voz)- Victor BonavidaSam (voz)
- Steve AltermanPress Secretary (voz)
Rif HuttonMetro City Sergeant (voz)- Madeleine RussellMetro City Girl (voz)
- Tony MatthewsCora's Dad (voz)