Algunos de los miembros del reparto de "Modern Family" son Ed O'Neill, Ty Burrell, Sophia Vergara y Julie Bowen. Otros miembros del reparto de la serie son Jesse Tyler Ferguson, Eric Stonestreet, Sarah Hyland, Ariel Winter, Rico Rodriguez y Nolan Gould.
Ed O'Neill interpreta a Jay Pritchett en "Modern Family". Julie Bowen interpreta a su hija, Claire, y Jesse Tyler Ferguson interpreta a su hijo, Mitchell. Sofía Vergara interpreta a Gloria, la segunda esposa colombiana de Jay. Rico Rodriguez interpreta a Manny Delgado, el hijo de Gloria de un matrimonio anterior. Ty Burrell interpreta a Phil Dunphy, el marido de Claire. Sarah Hyland interpreta a Haley, la hija mayor de Phil y Clarie. Ariel Winter interpreta a Alex, la hermana menor del ratón de biblioteca de Haley. Nolan Gould interpreta a Luke, el hijo más joven. Eric Stonestreet interpreta a Cameron, quien es el esposo de Mitchell. Cameron y Mitchell tienen una hija adoptada llamada Lily, interpretada por Aubrey Anderson-Emmons.
Fuera del elenco principal, "Modern Family" también ha contado con numerosos actores en papeles de apoyo e invitados. Fred Willard interpreta al padre de Phil, Frank, y Nathan Lane interpreta a Pepper, un amigo estilista de Cameron y Mitchell. Algunos actores famosos que han aparecido en papeles menores incluyen Edward Norton, David Cross, Leslie Mann, Minnie Driver y Benjamin Bratt. Otros actores que han aparecido en papeles menores incluyen Mo Collins, James Marsden y Mary Lynn Rajskub.