実写映画版の歴史的ヒットを決定づけたのは、当時ブレイク前夜だった浜辺美波（山内桜良役）と北村匠海（学生時代の「僕」役）による瑞々しい演技でした。二人は本作での熱演が評価され、第41回日本アカデミー賞の新人俳優賞をダブル受賞しています。
当時の舞台挨拶やインタビューにおいて、浜辺美波さんは「桜良の明るさは単なる陽気さではなく、死の恐怖を覆い隠すための強がりでもある」と語り、笑顔の裏に潜む切なさを繊細に表現しました。一方の北村匠海さんは、感情の起伏を表に出さない無機質な少年が、桜良との触れ合いを通じて涙を流すまでに至るグラデーションを見事に体現しました。大人になった「僕」を演じた小栗旬さんへのバトンパスも見事で、作品全体の叙情性を一段引き上げています。
また劇場アニメ版では、若手実力派俳優の高杉真宙（「僕」役）と、声優のLynn（山内桜良役）が抜擢されました。アニメならではの繊細な息遣いとトーン調整により、実写とはまた異なる透明感と切なさを創出しています。
