O elenco de Castelo Rá-Tim-Bum reúne personagens que continuam lembrados pelo público, especialmente por quem acompanhou a produção da TV Cultura nos anos 90. Entre esses artistas, alguns morreram ainda jovens e deixaram uma marca na televisão brasileira.
Sérgio Mamberti interpretou o Doutor Victor, tio-avô de Nino, vivido por Cássio Scapin. O ator também participou de Castelo Rá-Tim-Bum, o Filme, lançado em 1999. Com mais de 50 anos dedicados à arte, Mamberti morreu em setembro de 2021, aos 82 anos, por disfunção múltipla dos órgãos.
Gérson de Abreu ficou conhecido como Flap, uma das botas gêmeas do castelo. O personagem dividia cenas com Theo Werneck, que interpretava Tap. Abreu também apresentou o programa educativo X-Tudo. Ele morreu aos 37 anos, em 2002, depois de sofrer um infarto fulminante.
Wagner Bello deu vida a Etevaldo, o visitante alienígena que conquistou os telespectadores. O ator morreu aos 29 anos, em 1994, por complicações decorrentes da Aids, quando a série estava no auge da popularidade. Para ocupar o espaço do personagem na história, a produção criou Etelvina, irmã de Etevaldo, interpretada por Siomara Schroder. Em uma cena especial, Nino lia uma carta sobre o personagem estar brincando nas estrelas.
Rodrigo Santiago interpretou o Almirante Costa, amigo do Doutor Victor, em uma participação especial. Professor da Escola de Arte Dramática da USP, ele morreu aos 56 anos, em 1999, por complicações cardíacas após uma cirurgia.
Cláudio Chakmati foi responsável pela manipulação e pela dublagem do Porteiro, personagem que desafiava os visitantes com charadas. Ele também dava vida ao monstro Mau, dos encanamentos. Com trabalhos em Bambalalão e Telecurso 2000, Chakmati morreu em 1997, aos 32 anos, após sofrer uma parada cardíaca durante uma viagem à Tailândia.
