Sia Heather Graham che Will Ferrell sono tornati sul set di Austin Powers in Goldmember per interpretare i loro rispettivi personaggi ma, per motivi di durata, le loro scene sono state tagliate dal montaggio finale della pellicola.
La Graham ha ripreso il ruolo di Felicity Shagwell in una scena che non ha mai visto il grande schermo a causa della durata della pellicola. Ferrell ha ripreso il ruolo di Mustafa in un'altra scena cancellata: quella in cui deve rispondere a una domanda dopo che ha ignorato il suo interlocutore per ben quattro volte.
Quattro attori apparsi nei film precedenti interpretano personaggi diversi in Goldmember: Rob Lowe, che ha interpretato l'amico di una guardia in uno dei capitoli precedenti, riprende il ruolo di giovane numero 2 già interpretato in Austin Powers la spia che ci provava; Neil Mullarkey ed Eric Winzenried appaiono come Physician and Henchman Sailor, mentre Michael McDonald ha un ruolo come guardia reale.
In Austin Powers in Goldmember ci sono moltissimi cameo di personaggi quali Tom Cruise, John Travolta, Steven Spielberg, Danny DeVito, Kevin Spacey, Gwyneth Paltrow, Britney Spears, Quincy Jones, Nathan Lane e Ozzy Osbourne. Quando Austin Powers fa esplodere la testa di Britney Spears, la cantante dice: "Ops!... L'ho fatto di nuovo." Questo è un riferimento alla canzone Oops!... I Did It Again della stessa Spears.