Le casting du Retour des mousquetaires réunit les mêmes mousquetaires que ceux de On l'appelait Milady et Les Trois Mousquetaires, réalisés par le même Richard Lester : Michael York en D'Artagnan, Oliver Reed en Athos, Frank Finlay en Portos et Richard Chamberlain en Aramis.
Deux acteurs français s'illustrent au générique du Retour des mousquetaires. Jean-Pierre Cassel, après avoir incarné Louis XIII dans On l'appelait Milady et Les Trois Mousquetaires, fait ici une apparition dans la peau de Cyrano de Bergerac. Quant à Philippe Noiret, il incarne le Cardinal Mazarin.
Le tournage du Retour des mousquetaires fut endeuillé par le décès de l'acteur Roy Kinnear le 20 septembre 1988, à la suite d'une chute de cheval. Il avait incarné le personnage de Planchet dans les trois films de Richard Lester adaptés de l'oeuvre d'Alexandre Dumas Père (On l'appelait Milady, Les Trois Mousquetaires et Le Retour des mousquetaires).