不管是经典版《大闹天宫》，还是《大闹天宫3D》，明星配音都是一大亮点。
孙悟空
邱岳峰VS李杨
邱岳峰一句“孩儿们，操练起来！ ”的开场，使孙悟空的银幕形象呼之欲出。据悉，新版配音启用奢华明星阵容，几乎每位明星进棚录音时，都曾问过这么一句：“谁给那只猴子配音啊？ ”当得知是李杨时，每个人都点点头，说一声“靠谱！ ”李杨坦言，自己的配音一定程度上是模仿邱岳峰，“我不敢跟邱岳峰老师相比，我给自己的配音打70分。 ”
仙女之一
刘广宁VS姚晨
当年为“仙女”献声的配音艺术家刘广宁，刚进上译厂就被拉进棚里给《大闹天宫》配音，七仙女中，除了刘广宁和另外一位“仙女”、配音艺术家李梓老师之外，其他都不是专业的配音演员。以至于此次为《大闹天宫3D》中“大仙女”配音的姚晨，在听老版声音时，还忍不住问了一句：那时候的“仙女”怎么还带东北口音的呀？姚晨还自嘲自己这回献上 “福建版仙女”。据介绍，配音时姚晨正感冒，歪打正着得还真有点像老版里的刘广宁。
东海龙王
毕克VS陈凯歌
毕克先后为“玉皇大帝”、“东海龙王”、“土地公公”三个角色配音，声音魅力可见一斑。新版中，陈凯歌把东海龙王演绎得老***巨滑。此外，曾在《赵氏孤儿》中亮相过的陈凯歌爱子陈飞宇，这次也在《大闹天宫3D》中为一只小猴配音。
玉皇大帝
富润生VS陈道明
参与配音的好几位男明星，都曾主动提出要给玉皇大帝配音，其中包括演过多次皇帝的张国立。最终，皇冠落在陈道明头上。在工作笔记中，配音导演狄菲菲对陈道明的配音做了这样的评价：他的戏融入了自己的气质，小肚鸡肠却又大气十足，阴阳怪气但柔美绝伦，与画面上的玉帝里外合一，形神兼备。
太白金星
尚华VS张国立
张国立显示出了配音演员出身的良好功力。狄菲菲评价他的配音说：“他特别注意火候的把握，不愿意给角色‘太过’的东西，认为到了就行，过了就太假了。 ”