Numerosi attori si uniscono al cast di Glee nella stagione 4, a causa dello scambio generazione nelle Nuove Direzioni e della fuga verso altri lidi di alcuni dei suoi membri. Dean Geyer interpreta Brody Weston, il nuovo compagno di studi di Rachel alla NYADA, mentre Jacob Artist firma per la parte di Jake Puckerman, il fratellastro di Puck e nuovo elemento delle Nuove Direzioni. Al glee club del McKinley si uniscono inoltre Melissa Benoist e Becca Tobin, rispettivamente nei panni di Marley e Kitty. Le famose Sarah Jessica Parker e Kate Hudson partecipano nel frattempo a un arco di episodi con il ruolo dei nuovi mentori di Kurt e Rachel, insieme al vincitore di The Glee Project Blake Jenner. I produttori promuovono poi Chord Overstreet (Sam) e Mike O’Malley (Burt) alla posizione di regular, mentre Vanessa Lengies (Sugar), Samuel Larsen (Joe), Alex Newell (Unique) e Whoopi Goldberg (Carmen) tornano come ricorrenti.