CBS宣布由梅利莎·拜诺伊斯特饰演新剧《女超人》的主角。片场照片展示了梅利莎·拜诺伊斯特以职业装扮出现，手持咖啡杯，推测是在拍摄女超人工作场景的镜头。若不是已知是《女超人》的拍摄现场，仅从女主角的打扮和动作来看，可能会误以为是职场剧。女超人的制服由《闪电侠》设计师柯琳·阿特伍德打造。根据片场图片，制服风格偏向保守，尽管与漫画原版相似，梅利莎·拜诺伊斯特的制服在大腿部分也相当保守。色彩上，制服依旧以红色和蓝色为主，但颜色更为深沉。阿特伍德解释道：“制服旨在回顾过去，同时也要展现出当代超级英雄的风格。”
1984年电影版《女超人》的海伦·斯雷特以及电视剧《Lois Lane和星球日报》中的迪恩·凯恩将加入该剧，扮演卡拉·丹弗斯在地球上的养父母。除了海伦·斯雷特，前女超人的扮演者劳拉·范德沃特也将加盟，她在《超人前传》第七季中饰演卡拉·佐·艾尔（女超人本名）。在本剧中，她扮演一名来自氪星的的女性反派角色靛青。在DC漫画中，有多位角色获得过女超人的称号，她们都与超人有着紧密联系，包括超人的堂姐妹、义妹和女儿。梅利莎·拜诺伊斯特所饰演的女超人，原名卡拉·佐·艾尔（Kara Zor-El），是超人的堂姐。她在氪星毁灭前逃离，最终抵达地球。
