1998년 [닥터 두리틀]의 성공 원인중 하나는 동물들의 목소리를 연기한 배우들의 유머였다. [닥터 두리틀] 2편에서도 제작진은 재능있는 배우들을 기용했다. 그중에서도 패스트푸드를 좋아하는 곰 아키역을 맡은 스티브 잔의 유머감각과 연기는 탁월했다. 또한 두리틀의 애견 럭키역의 놈 맥도널드와 아바 역을 맡은 [프렌즈]의 리사 커드로우, 흥분한 원숭이 역의 필 프록터, 팝스타 맨디 무어, 마피아 너구리 조이역의 마이클 라파포트, 마피아 족제비 레니 역의 앤디 딕 등도 탁월한 능력을 보여줬다.

제작진은 이런 능력있는 연기자들의 뒷받침으로 영화 속에 등장하는 250마리의 네발짐승과 북미지역의 야생에서 태어난 70여종 동물들의 개성을 표현해냈다. 늑대, 기린, 너구리, 개, 올빼미 등등의 동물들은 각 조련사들의 지시를 참고 기다리면서 20세기 폭스사에 모여들었다.

[닥터 두리틀2]에 출연하는 동물들은 가족영화에 주로 등장하는 스타급 동물들과는 달리 거의 영화에 처음 출연했다. 이중에서 아키역으로 등장하는 곰 탱크는 신장이 7피트, 몸무게가 800파운드로 다른 50마리의 경쟁자를 물리치고 선발되었다. 제작자 존 데이비드는 탱크가 정말 특별하다며 때때로 그를 사람이 아닌 곰으로 여기는게 힘들었다고 말한다.