原作《甜心战士》曾于1973年在《周刊少年Champion》上连载，东映动画曾将其制作成TV动画在朝日电视台播出了25集。在2004年，庵野秀明曾经将该漫画拍成真人版首次搬上银幕，由佐藤江梨子主演并引起了巨大话题。 此次的新作将把背景设定在近未来，世界各地气候异常、未知病毒蔓延导致人口急剧下降，根据某位博士的愿望诞生了一名有着人类感情的人工智能甜心战士。在该作中，运动神经超群的西内玛利亚将首次挑战动作戏份。
赤楚卫二 樱田日和 矢本悠马 加藤雅也 涩川清彦 三浦贵大 落合扶树 石井正则 桥爪功 高岛政伸 佐藤仁美 布施千贺子 松井爱莉 田中真弓 宫内瞳 绪方义博 和田聪宏 特劳登直美
大友康平 黑木华 佐藤大树 涩川清彦 骏河太郎 本田响矢 音尾琢真 内田慈 青木柚 北乃绮 小西樱子 樱井由纪 豊本明长 钉宫理惠 三浦贵大 大泽一菜 尾上真秀 渡边俊美
山崎贤人 吉泽亮 桥本环奈 清野菜名 满岛真之介 冈山天音 三浦贵大 滨津隆之 萩原利久 吉川晃司 长泽雅美 小栗旬 大泽隆夫 佐藤浩市 玉木宏 山田裕贵 山本耕史 新木优子
玉森裕太 西内玛利亚 片冈爱之助
西内玛利亚 山村隆太 山崎育三郎 中村安奈 岸井雪乃 森田甘路 叶山奖之 山贺琴子 键本辉 加藤谅 古馆宽治 椿鬼奴 石野真子 高冈早纪 杉本哲太 泽村一树
西内玛利亚 桐山涟 陈内将
西内玛利亚 三浦贵大 石田妮可 高冈奏辅 永濑匡 今井れん エリック・ジェイコブセン 深柄比菜 仁科贵 仓野章子 笹野高史 岩城滉一
小栗旬 矢部享佑 黑木美沙 金子统昭 三浦春马 高冈奏辅 山田孝之 阿部亮平 阿部进之介 青木健 绫野刚 大东骏介 远藤要 远藤宪一 深水元基 桥爪辽 一之濑亘 伊崎央登 伊崎右典 上地雄辅 桐谷健太 岸谷五朗 小柳友 增本庄一郎 松重丰 波冈一喜 诹访太朗 铃之助 高桥努 蕨野友也
佐藤隆太 市原隼人 高冈奏辅 桐谷健太 佐藤健 五十岚隼士 川村陽介 森山未来 绫濑遥 尾上寛之 村川絵梨 浅野和之 吹石一惠 伊武雅刀 小出惠介 城田优 中尾明庆
成海璃子 前田敦子 高冈奏辅 近藤芳正 奥贯薫 田口智朗 石原真理子 石原良纯
山田裕贵 古澤裕介 富手麻妙 大賀太郎 入江纱绫 青木玄德 市オオミヤ 稻川实代子 津田宽治 高冈奏辅
铃木伸之 城田优 石田妮可 長渕文音 影山优佳 草川拓弥 桥本润 尾美利德 中田喜子 本田博太郎 浅野温子 榎木孝明
玉森裕太 吉冈里帆 染谷将太 石田妮可 美村里江 水间龙 清水寻也 田口智朗 筒井道隆
石田妮可 寺本莉緒 美山加戀 豬塚健太
白洲迅 横田真悠 浅香航大 草川拓弥 石田妮可 本田望结 白石隼也 小林凉子 一之濑龙
黄政民 李浩贞 金宰范 刘庆秀 朴成雄
艾米莉·布朗宁 郑智麟 吉娜·马隆 凡妮莎·哈金斯 艾比·考尼什 卡拉·古奇诺 乔恩·哈姆 斯科特·格伦 奥斯卡·伊萨克
廖凡 宋佳 蒋雯丽 金士杰 宋洋 黄觉 麦迪娜 张傲月 马君 陈观泰 熊欣欣 戴立忍 裘继戎 李博 邹家豪 卡丽娜 赵贵祥 李春遂 张蒙生 彭志 刘洪林 王宝山 刘子威 陈韦然 赵峥 李桂生 薄冰 谢勇 尚言生 杨晓波 刘妙 艾琳 刘新义 安东·夏波瓦洛 李一明 李光复 闫长海 杜月 高肖雅 鲁冠廷 柳青伶 崔陆萌 王星凯 冯启龙 任思扬 秦伯坤 赵英龙 徐悦 陈大成
艾米丽·伯林顿 本·劳埃德-休斯 萨曼莎·邦德
乔·曼根尼罗 Ken Anderson 珊农·罗伊
丹尼斯·奎德 埃迪·艾伯特 凯特·卡普肖
刘永 郭佑华 白鹰 陈星 江青霞 李影 万重山 韩英杰 王曼钏 李允中
姜大卫 狄龙 井莉 仓田保昭
陆诗雨 郭子溪 杨应华 张仪嘉 欧阳海林
未知
张东润 吴代焕 崔奎华 张宰昊 孙钟学 申承焕 尹炳熙
克里斯托弗·米洛尼 艾德里安·格尼尔 布鲁斯·威利斯 乔纳森·斯卡奇 戴夫·巴蒂斯塔 丽迪雅·赫尔 泰勒·乔恩·奥尔森 克里斯托弗·罗伯·鲍恩 瑞奇·钱斯 克里斯·希尔 丹尼·A·阿贝卡瑟尔 特夏斯·巴特尔 塔拉·霍尔特 艾丽西亚·奥奇瑟 卡罗琳·艾力瑟 瑞恩·欧南 大卫·戈登 里科·西莫尼尼 迈克尔·尤里奎亚 托莉·威尔逊 谢伊·巴克纳 乔·吉尔希翁 约翰·多尔 阿罗拉·凯瑟琳·史密斯 夏洛特·柯克 杰西·普鲁特 德里克·杜谢恩 斯蒂芬妮·海因里希 凯伦·斯特拉斯曼 斯图亚特·维尔森 Brian Pet
演员：黄政民 李浩贞 金宰范 刘庆秀 朴成雄
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演员：艾米莉·布朗宁 郑智麟 吉娜·马隆 凡妮莎·哈金斯 艾比·考尼什 卡拉·古奇诺 乔恩·哈姆 斯科特·格伦 奥斯卡·伊萨克
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演员：廖凡 宋佳 蒋雯丽 金士杰 宋洋 黄觉 麦迪娜 张傲月 马君 陈观泰 熊欣欣 戴立忍 裘继戎 李博 邹家豪 卡丽娜 赵贵祥 李春遂 张蒙生 彭志 刘洪林 王宝山 刘子威 陈韦然 赵峥 李桂生 薄冰 谢勇 尚言生 杨晓波 刘妙 艾琳 刘新义 安东·夏波瓦洛 李一明 李光复 闫长海 杜月 高肖雅 鲁冠廷 柳青伶 崔陆萌 王星凯 冯启龙 任思扬 秦伯坤 赵英龙 徐悦 陈大成
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