Lars von Trier besetzte die Filmrollen in Dogville mit fünfzehn hochkarätigen Schauspielern, deren herausragende Leistungen sehr gute Kritiken bekamen. Aufgrund der minimalistischen Umsetzung mussten die Schauspieler ihr ganzes Können unter Beweis stellen.

Die männliche Hauptrolle Tom Edison wird von dem international bekannten Paul Bettany gespielt. Der Engländer wurde durch die Filme „Ritter aus Leidenschaft“ und „A beautiful mind“ berühmt. In seiner Rolle als Tom spielt er einen Schriftsteller, der es immer wieder verschiebt seine Gedanken aufzuschreiben und stattdessen diverse Stadttreffen organisiert und Vorlesungen über die moralische Wiederbewaffnung hält. Tom hilft Grace unterzutauchen und verliebt sich in sie. Seine Moralvorstellungen werden durch die Ereignisse jedoch über den Haufen geworfen und er verrät seine große Liebe.

Der Regisseur und Drehbuchautor Lars van Trier schrieb Nicole Kidman Grace Margret Mulligan als weibliche Hauptdarstellerin auf den Leib. Nicole Kidman spielte bereits in Filmen wie „Eyes Wide Shut“, „The Others“ oder „The Hours“.Grace wird von den Männern ihres Vaters, der Boss einer Mafiaorganisation ist, verfolgt und flüchtet nach Dogville, wo sie von den Bewohnern versteckt wird. Nachdem diese ihre Hilfsbedürftigkeit erkannt haben, beginnen sie, sie unmenschlich zu behandeln und auszunutzen. Aufgrund ihrer ethisch-moralischen Grundsätze rächt Grace sich letztendlich an den Bewohnern von Dogville und lässt alle ermorden.

Einen wichtigen Part für das Verstehen der Handlung übernimmt der allwissende Erzähler. Dieser wurde in der Originalfassung von John Hurt gesprochen. In der deutschen Übersetzung wird diese Sprecherrolle von Peter Fricke übernommen.