『海猿』が単なるCG依存のスペクタクルに終わらず、観客の心を鷲掴みにした最大の要因は、主演・伊藤英明をはじめとするキャスト陣の凄まじい現場主義にあります。
主人公・仙崎大輔を演じるにあたり、伊藤英明が課した筋肉トレーニングと肉体改造は常軌を逸していました。現役の海上保安官と同等のメニューをこなし、水深数メートルのプールで重りを抱えての潜水や、長時間の漂流シーンをスタントなしで演じきるため、体脂肪率を一桁台まで絞り込みながら分厚い筋骨格を作り上げました。当時の特番インタビューや手記でも「撮影が終わった後は疲労で指一本動かせなかった」と語られるほど、命を削る演技が徹底されていたのです。
また、ヒロイン・伊沢環菜（後に仙崎環菜）を演じた加藤あいとの共演シーンは、過酷な救助現場と対をなす物語の感情的支柱でした。死線をくぐる仙崎と、陸上で祈り続ける環菜。二人の不器用ながらも真っ直ぐな恋愛描写は、過酷な訓練やレスキューの緊張感を和らげ、幅広い層の女性ファンやファミリー層を劇場に呼び込む強力な推進力となりました。
