謝駿毅表示，選擇母親角色時，就想找台灣觀眾較不熟悉、但又有知名度與演技的演員，後來想到香港女星梁詠琪。「她看完劇本第一個反應是『太恐怖了』，但很喜歡這個故事。此外，她很在意自己的粵語口音，又不希望全部配音，我們就把角色改成香港人，解除這層顧慮之後，她就很願意嘗試不同類型的戲劇，雙方一拍即合。」
陳姸霏是謝駿毅看電影《無聲》時就很欣賞她的演出，所以找她參加《聰明鎮》的試鏡。謝駿毅說：「陳姸霏外表是個小女生，但超齡、早熟的氣質，符合戲裡來自單親家庭又有控制狂母親的安排。」
飾演雙一的劉修甫是謝駿毅一直就想合作的演員。「我看過劉修甫第一部戲《貓的孩子》，覺得他的表演非常外放，沒形象包袱。後來請他來試鏡，但因為他長得太好看，原本沒想找他演雙一，沒想到試鏡之後發現他很適合，而且他也很喜歡演這種怪角色。」
飾演「蛞蝓少女」王欣雨的許曦文和「富江」的鄭煒齡都沒演戲經驗，但謝駿毅在試鏡時看到她們不一樣的優點。「鄭煒齡表演的能量很高，看似柔弱但表演有爆發力。因為她是全新的新人，所以拍攝前安排密集訓練，包括肢體課、口條課、大提琴課等，她也很努力，表演令人信服。」
許曦文則是選角指導找來試鏡，謝駿毅說：「我原先不知道她是小S的女兒，試鏡時只覺得她有獨特的詮釋方法。她私下個性有點像小女孩，講話速度很快，那些特質跟角色非常接近。過程中，我越看越覺得她很像王欣雨這個角色。她本來是長髮，後來剪短，就完全是蛞蝓少女的樣子。」
劇中的補習名校雖設定在偏遠深山的小鎮，但劇組考量交通與住宿經費，仍希望選在大台北，最後幸運在新北市萬里區找到中華海事學校。校方出借廢置校舍，經美術組重新整理，完成教室、走廊、衝刺班等主場景，耗時70多個工作天拍攝完成。
