Kitsch speelt het titelpersonage, een veteraan van de Amerikaanse Burgeroorlog die op mysterieuze wijze op Mars belandt. Op het stervende planeet woedt op dat moment een grote oorlog. Collins speelt Dejah Thoris, kroonprinses van het koninkrijk Helium.
Verder zou er nog een rol zijn voor Thomas Haden Church (Sideways, Spider-Man 3). In een vraaggesprek met de bekende filmrecensent Jeffrey Lyons noemde de acteur het project: "I'm probably going to do a huge science fiction drama at Disney called 'John Carter of Mars' and that's a very dramatic role." Welke rol hij zal spelen, is nog niet bekend.
De film zal worden geregisseerd door Andrew Stanton, die daarmee zijn live-actiondebuut maakt. Stanton was eerder verantwoordelijk voor Pixarfilms als Finding Nemo en WALL-E. De verwachtingen zijn hoog: de bedoeling is dat de film de eerste wordt van een trilogie, die het succes van Pirates of the Caribbean zal evenaren.
Opnames beginnen deze herfst in Utah. De film zal in 2012 in première gaan.