Film Nussa melibatkan deretan artis kenamaan Indonesia sebagai pengisi suara para karakternya. Muzzaki Ramadhan dan Aysha Ocean Fajar kembali menjadi pengisi suara karakter kakak-beradik, Nussa dan Rara. Lalu, Fenita Arie sebagai pengisi suara ibu Nussa, sedangkan penyanyi Raisa Andriana mengisi suara karakter ibu Anggi yang merupakan wali kelas Nussa di sekolah.
Penyanyi dan aktris Dewi Sandra juga didapuk mengisi suara Tante Dewi yang merupakan adik dari Mama Nussa. Dalam unggahannya di Instagram, Dewi Sandra mengatakan bahwa film Nussa adalah animasi karya anak bangsa yang sangat membanggakan dan memiliki pesan mendalam bagi masyarakat, khususnya anak Indonesia.
"Pesannya juga bagus banget ya. Yakin deh, mau orang tua yang nonton, anak-anak yang nonton, semuanya pasti akan kena di hati,” kata Dewi.