2004 年剧组筹备的时候，副导演在央视屏幕下面的滚动条上挂了招募小演员的广告，全国的家长带着孩子来试戏，试戏的房间排了很长的队。第一个定下来的是 12 岁的张一山，他之前在《小兵张嘎》里演过佟乐乐，当时在戏里演乐乐爸爸的演员李迎旗把张一山推荐给了家有儿女的副导演，张一山进试戏房间的时候，走路带风，坐下来三两句台词就把刘星那股淘劲儿演出来了，导演看完直接拍板，这个孩子就是刘星。
当时的杨紫才 12 岁，进组试戏的时候个子还没长开，本来一开始她的身高跟张一山差不多，导演一开始打算让她演刘星的同班同学，结果进组两个月，杨紫的身高蹭蹭长了十公分，站在张一山旁边比他高了半个头，导演临时改主意，把她的角色改成了刘星的姐姐夏雪。小夏雨的角色找了很久，最后选中了 1996 年出生的尤浩然，他之前拍过一个公益广告，那句奶声奶气的 “妈妈洗脚”，全国观众都看过。
演妈妈刘梅的角色一开始找了宋丹丹好几次，最开始宋丹丹没接，觉得这类家庭情景喜剧没什么新意。当时的剧组总导演杨伟光反复给她打电话，说这个剧本她演最合适，又赶上当时导演林丛是宋丹丹认识了很多年的老朋友，宋丹丹看了两集剧本，发现里面的对话确实接地气，正好当时她手里没别的戏，就答应进组。进组第一天，宋丹丹站在布景的厨房里，系上那个碎花围裙，转头跟三个小孩说，以后你们就叫我妈，我演你们仨的妈。
高亚麟进组的时候 32 岁，之前他演的大多是反派角色，演过吕不韦身边的奸臣，导演找他试夏东海的时候，他自己心里打鼓，觉得自己之前的反派形象太深入人心，观众看着他的脸就想起坏人，演个温和的爸爸会不会出戏。进组之后宋丹丹带着他对戏，戏里夏东海是那种和孩子处成朋友的爸爸，高亚麟在沙发上坐着，把跷二郎腿的动作放慢，说话的语气放软，拍了三集之后，他慢慢找到感觉，后来观众在电视上看到夏东海，没人记得他之前演过的反派。
选角的最后阶段，副导演在试戏的小孩里筛了一遍又一遍，有个来试镜的小男孩演刘星的时候，刻意板着脸耍酷，导演看了两个镜头就让人叫下一个了。试杨紫的时候，她坐在椅子上，对着镜头背了一段夏雪的独白，台词里说自己刚转学过来，在班里谁也不认识，说完抬头跟导演说，我要是演夏雪，肯定能演好这个爱学习的姐姐。
剧组开机那天，五个主演凑在布景的客厅里拍了第一张全家福，宋丹丹站在中间，高亚麟站在她旁边，三个小孩挤在沙发前面，尤浩然站在最边上，手里攥着道具组给的橘子。后来这张照片被印在剧集的宣传海报上，贴在了各个电视台的节目预告栏里。棚里的灯光师把大灯调亮，摄影师喊了一声看镜头，五个演员对着镜头笑，这一幕在电视上放了二十多年，后来被重播了一轮又一轮。
