Elenco principal
Doce e tímida, nunca teve amigos no colégio onde estuda a anos. Nerd, fracassada e deslocada, almoça dentro do armario de faxina por vergonha de socilarizar com outroa alunos. Vive com sua avó, pois sua mãe morreu muito jovem, deixando apenas o velho gato de estimação que está também nos últimos dias. Olivia guarda um grande segredo do passado sobre seu pai, que será revelado no momento certo. Tem uma encantadora voz e uma capacidade enorme de compor que esconde atras do medo de se expor em público.
Wen Gifford (Adam Hicks)
Musicalmente domado, Wen compõe, toca teclado e guitarra e gosta de atribuir às canções seu próprio rap. Apesar de ter alguns colégas, não se importa com grandes amigos e status no colégio, sempre estando envolvido com algum tipo de atividade. É extremamente revoltado com a separação de seus pais, quando sua mãe abandonou a família e fugiu para longe, e tem profundo ódio da nova namorada de seu pai, uma universitária 10 anos mais jovem com quem vai fazer de tudo para que não se mude para sua casa, seu território.
Stella Yamada (Hayley Kiyoko)
Rebelde, se muda para o colégio 2 meses depois de começarem as aulas e já arruma brigas em seu primeiro dia com as patricinhas de que tanto detesta e atritos com o diretor Brenigan (Christopher McDonald) por tentar começar uma greve de alunos inspirada em sua camiseta escrita "questione a autoridade". É ignorada por sua família de superdotados, sendo a única entre seus pais e irmãos que não tem uma super inteligencia. Está sempre tentando provar que também pode ser boa em algo, embora não tenha sucesso em nada que não seja tocar guitarra.
Mohini "Mo" Banjaree (Naomi Scott)
Violinista classica, acaba se apaixonando mesmo por tocar baixo. Filha de indianos, seus pais cobram que ela seja uma perfeita indiana e desaprovam que use roupas modernas, maquiagem ou que frequente festas e lugares fora do colégio, embora ela se sinta reprimidamente uma tipica americana. Troca de roupas no colégio para poder se sentir aquilo que considera ser "normal" e, apesar de namorar um dos caras mais populares do colégio, ninguém goste dela. Tem que enfrentar o dilema de enfrentar seus pais para ser quem ela é e ao mesmo tempo tocar na banda rival de seu namorado.
Charles "Charlie" Delgado (Blake Michael)
É apaixonado por tocar bateria, mas seus pais o pressionam para que jogue futebol como seu irmão, um super atro da geraão passada do colégio onde estuda. Apesar de ser pessimo no jogo, sucumbe aos desejos sua familia pela obrigação de ser tão bom quanto seu irmão era, uma comparação da qual não consegue se livrar. Tem uma paixão por Mo, mas ela sempre verá ele apenas como amigo, o que em algum momento poderá causar um desconforto.
Scott Pickett (Nick Roux)
Scott é o namorado de Mo e tem sua própria banda junto com outros garotos da escola, que faz muito sucesso entre os jovens. Mas depois de Mohini ver ele paquerando outra garota, eles terminam. No final do filme, Scott ajuda o Lemonade Mouth e se torna o novo guitarrista da banda, retornando assim seu namoro com "Mo".
Ray Beech (Chris Brochu)
O cara mais popular do colégio, capitão do futebol e lider de uma das bandas mais famosas da cidade, o Mudslide Crush. Vê no Lemonade Mouth a ameaça de perder o posto de grande controlador para um grupo de fracassados em ascensão.
Jenny Reznick Tisha (Tisha Campbell-Martin)
Professora de música do colégio
Stanley Brenigan (Christopher McDonald)
Diretor do colégio
Elenco secundário
Ariana Smythe como Sydney
Judith Rane como avó de Olivia
Aimee Dale como mãe de Stella
Scott Takeda como pai de Stella
Brendan Clark como Timothy Yamada
Paul Clark como Andrew Yamada
Shishir Kurup como pai de Mo
Riti Sachdeva como mãe de Mo
Phil Luna como pai de Charlie
Lora Martinez-Cunningham como mãe de Charlie
Caitlin Ribbans como Jules
Ryan Montano como Tommy Delgado
Isaac Kappy como Mel