Sao Kim Bắn Tim Sao Hỏa xoay quanh cuộc sống của nhóm bạn thân ba người, đều xuất thân từ nông thôn và đang bươn chải cố gắng bám trụ lại thành phố. Phim có không khí nhẹ nhàng, vui vẻ, dàn cast diễn xuất tự nhiên nên rất được khán giả yêu thích. Ngay cả các diễn viên nhí cũng gây chú ý vì quá sức dễ thương.
Vai bé Nhím, con thứ hai của vợ chồng Đào và Quý do diễn viên nhí Hoàng Diệp đảm nhận. Cô bé được bố mẹ cho đi làm người mẫu nhí từ năm 3 tuổi, đến nay đã có kinh nghiệm trình diễn ở hàng chục show thời trang. Để được chọn đóng Sao Kim Bắn Tim Sao Hỏa, Hoàng Diệp cũng phải trải qua nhiều vòng thử vai, cũng có lo lắng khi lần đầu thử sức trong lĩnh vực mới. Chỉ sau vài buổi quay, cô bé đã thấy tự tin thoải mái hơn nhiều.
Một sao nhí tên Diệp khác là Ánh Diệp thì đảm nhận vai Cà Chua, con gái của nhân vật phụ tên Thương. Cà Chua lớn lên trong hoàn cảnh khá phức tạp, nên có suy nghĩ già dặn hơn bạn bè. Ánh Diệp lần đầu tiên đóng phim nhưng đã rất thích thú với trải nghiệm mới và mong lần sau sẽ có dịp đóng thêm phim khác.
Đỗ Phương Vy là cô bé vào vai Thỏ, con gái đầu lòng của nhà Quý và Đào. Vì là chị cả trong nhà, nên Thỏ luôn phải tỏ ra người lớn, chăm sóc nhường nhịn các em rồi giúp đỡ bố mẹ. Phương Vy tiết lộ rằng nhiều tình huống trong phim thì cô bé đã từng thực sự trải qua nên không gặp khó khăn khi nhập vai, đôi khi còn mang cảm xúc thật của bản thân vào vai diễn.
Trong phim, cậu nhóc Cún là soái ca nhí của xóm trọ thì Thái Hoàng cũng là chàng trai duy nhất trong 4 diễn viên nhí của Sao Kim Bắn Tim Sao Hỏa. Đoàn làm phim chọn toàn sao nhí lần đầu đóng phim, nên Thái Hoàng cũng có nhiều bỡ ngỡ vì chưa quen diễn xuất. Cậu nhóc hay mắc lỗi đang diễn lại liếc nhìn ống kính, mãi về sau mới quen dần. Bù lại thì mỗi khi hoàn thành một cảnh, cả bốn chị em lại chơi đùa với nhau rất vui.