分别饰演性格不同的两兄弟,弟弟宋卓文是一名性格顽强的特工,多年处于危险之中,生死一线,但他文雅有礼,心地缜密。而宋卓武是直率勇敢的哥哥,曾经因为救了关雪的命而被分配到特务科,开始了和弟弟交换身份的潜伏生活。饰演妹妹的白丽娜是一个外国小朋友,拍戏时才11岁,令人意想不到的是,这部戏约竟是她自己聊下来的。因为妈妈中文不好,小小年纪的她自己和选角导演聊天面试,最终获得了演出机会。白丽娜此次拍摄《超能一家人》,也是一次圆梦之旅。上小学时,老师会给她们放同样是宋阳导演的《羞羞的铁拳》,当时她就喜欢上了沈腾,所以一知道《超能一家人》选角,立刻报名。白丽娜回忆和沈腾第一次见面时就表白腾哥“我很喜欢你”,沈腾回的是“你眼界真不错”,逗乐全场。不过,白丽娜也表示,现在自己最喜欢的是艾伦,这让沈腾笑着调侃“就因为他是男一号?”白丽娜温暖回复,因为艾伦演了自己的哥哥,感觉他就真的像自己的亲哥哥一样。