Les acteurs étaient peu nombreux dans chaque épisode, le plus souvent entre 2 et 7. L'histoire comportant le plus d'interprètes contenait 15 acteurs. Deux épisodes n'ont fait apparaître qu'un seul acteur à l'écran : Agnes Moorehead les Envahisseurs (saison 2, épisode 15) et Mickey Rooney dans La Dernière Nuit d'un jockey (saison 5, épisode 5).

Plusieurs acteurs déjà connus dans le cinéma américain ont participé à la série :

• Buster Keaton
• Rod Taylor
• Martin Balsam
• Lee Marvin (2 épisodes)
• Mickey Rooney
• Robert Redford
• Dennis Hopper
• Leonard Nimoy
• George Takei
• Charles Bronson (saison 3, épisode 1)
• Earl Holliman
• James Gregory (saison 3, épisode 4)
• Lee Van Cleef
• Bill Mumy
• J. Pat O'Malley
• John Anderson
• Burgess Meredith
• Ida Lupino (saison 1, épisode 4 joue le rôle d'une star déchue. Elle réalise un épisode de la dernière saison)
• Agnes Moorehead (saison 2, épisode 15)
• Virginia Christine
• Vera Miles
• Anne Francis
• Robert Cummings
• Jack Elam
• Richard Conte

De nombreux acteurs apparus dans cette série devinrent par la suite des vedettes d'une série télé à succès :

• Patrick Macnee (Chapeau melon et bottes de cuir)
• William Shatner (Star Trek, Hooker)
• Martin Landau (Cosmos 1999)
• Roddy McDowall (La Planète des singes)
• Ross Martin (Les Mystères de l'Ouest)
• Dick York (Ma sorcière bien-aimée)
• Elizabeth Montgomery (Ma sorcière bien-aimée)
• Peter Falk (Columbo)
• Telly Savalas (Kojak)
• Ron Howard (Happy Days)
• Jeanne Cooper (Les Feux de l'amour)
• Orson Bean (Docteur Quinn, femme médecin, Desperate Housewives)

Acteurs récurrents de nombreuses séries TV :
• Simon Oakland (Les Incorruptibles)
• Nehemiah Persoff (Les Mystères de l'Ouest, Mission Impossible)
• Dennis Weaver
• David White
• Ed Wynn
• Ivan Dixon
• Larry Blyden
• Jay Overholts
• Jack Klugman
• Robert Cummings
• Le narrateur

Rod Serling (VF : Guy Chapellier) L'acteur étant apparu le plus de fois dans la série est Jay Overholts qui a tenu huit rôles différents et Vaughn Taylor qui joua cinq fois dans la série mais tous deux dans des rôles mineurs. Les acteurs étant apparus quatre fois comme personnages principaux du récit sont J. Pat O'Malley, John Anderson, Burgess Meredith qui joua dans trois de ses apparitions des rôles d'hommes timides et qui dans sa dernière prestation interpréta le diable et Jack Klugman dont les rôles s'avérèrent être toujours des personnages alcooliques ou vaniteux.