Иннокентий Смоктуновский, Василий Меркурьев, Лев Дуров, Юрий Медведев, Петр Меркурьев, Миша Ершов, Саша Григорьев, Владимир Савин, Владимир Басов, Ольга Битюкова, Надя Овчарова, Ира Попова
сценарий...Исай Кузнецов, Авенир Зак
директор фильма...Георгий Федянин
оператор...Андрей Кириллов
композитор...Владимир Чернышев
художник...Константин Загорский, И. Красулин, Валерий Павлотос
монтаж...Ольга Катушева
Из глубин Вселенной до Земли долетает радиосигнал с планеты Альфа созвездия Кассиопеи, посланный разумными существами. В соответствии с проектом Виктора Середы, к Альфе Кассиопеи отправляется экспедиция. Ввиду того, что полет займет очень много времени, команда формируется из подростков не старше 14 лет, чтобы к концу полета, экипаж составляли космонавты в самом расцвете сил. Из за безответственного поведения космического зайца Лобанова, корабль оказывается у конечной цели значительно раньше намеченного срока. Смогут ли юные герои выполнить свою миссию?
Первоначально существовал единый сценарий, без деления на два фильма, но когда объём отснятого материала превысил стандартный хронометраж советского фильма, из Госкино СССР было получено разрешение снять два: «Москва — Кассиопея» и «Отроки во Вселенной». На съёмочном процессе это никак не отразилось, вследствие чего во втором фильме в некоторых эпизодах ребята выглядят более юными, чем в первом. Консультантом фильма выступил космонавт Георгий Береговой. Костюмы для героев были изготовлены из металлизированного нейлона, а высокие ботинки снабжены магнитными присосками. Сцена невесомости отсылала к фильму Стэнли Кубрика «Космическая одиссея 2001 года» (1968).