為了拍好這部超級IP電影，影片監制張一白在項目啟動時就公開宣布，男女主角的人選既要符合角色，也會充分考慮觀眾的意愿。而據知情人士透露，對于該片的演員人選，阿里影業內部也有爭議。為此，阿里影業進行了多次專業的線下調研、書迷訪談，并參考網絡投票。某知名微博曾發起一次關于《三生三世十里桃花》男女主角的大范圍票選，吸引到19.5萬人次參與，劉詩詩、楊冪、高圓圓、唐嫣等各路“女神”都有不少支持者，但劉亦菲最終以11萬多票的結果高居榜首，成為呼聲最高的女主角人選。投票結果公布之后，未參與投票的網友也紛紛圍觀，不少網友評論，“想了一圈，似乎劉亦菲確實是最符合原著的白淺”。