Regia di James Foley vedi scheda film
A dirigere Cinquanta sfumature di nero è il regista, sceneggiatore e attore statunitense James Foley, chiamato a continuare il lavoro iniziato da Sam Taylor-Johnson in Cinquanta sfumature di grigio. Dopo aver esordito nel 1984 con Amare con rabbia e aver diretto Madonna in Who's That Girl, Foley ha mostrato presto di avere una predilezione per il thriller dirigendo un episodio della serie I segreti di Twin Peaks, che ha fatto da apripista quasi a tutti i suoi titoli futuri. Ricorda Brunetti, uno dei produttori del film: "Quando abbiamo valutato il nome di chi avrebbe dovuto dirigere gli ultimi due capitoli di Cinquanta sfumature, abbiamo dovuto fare i conti con i toni che assumeva via via la storia. Toni sempre più dark che necessitavano di un autore in grado di trattare la materia. Sin da subito, ho pensato a James Foley, memore del lavoro che ha svolto per la serie House of Cards, di cui ha diretto la maggior parte della prima stagione. Il suo Americani è anche uno dei miei film preferiti". Foley, interessato al mix di elementi della storia, ha da subito accettato la proposta: "Mi hanno sempre attratto i drammi con risvolti psicologici realistici. La trilogia di Cinquanta sfumature non è altro che lo studio psicologico di due persone molto particolari come Christian e Anastasia che decidono di interagire tra loro e finiscono per cambiarsi a vicenda. La loro evoluzione rappresenta il fulcro di tutto", riflette il regista.
A interpretare i ruoli di Christian e Anastasia, il plurimiliardario imprenditore e la studentessa di college, sono ancora una volta gli attori Jamie Dornan e Dakota Johnson. A differenza del primo capitolo in cui a guidarla era fondamentalmente la curiosità di capire cosa accadeva nella famigerata sala rossa, Anastasia si ritrova a dover capire che cosa principalmente la porta verso Christian e verso la sua passione per il sesso estremo, mostrandosi più sicura e meno incerta. Christian, invece, lascia intravedere dietro il suo scudo da uomo sicuro di sé e imperturbabile le prime crepe di una personalità molto più sensibile di quello che credono gli altri. Man mano che si apre ad Anastasia, rivela come porta dentro di sé alcuni traumi legati all'infanzia che gli rendono difficile le relazioni interpersonali. Nonostante ciò, per amore di Anastasia, è disposto a cambiare e divenire l'uomo che lei desidera, dominante ma non sadico. Anche il suo desiderio di dominare e di controllare la partner a letto è dovuto a qualcosa che è legato al passato e in particolar modo alla figura di Elena Lincoln.
Sorta di Mrs. Robinson, Elena ha sedotto il quindicenne Christian, facendogli conoscere il suo stile di vita. Amica della madre del giovane, Elena è una donna incredibilmente sicura di sé, intelligente, sofisticata e di successo, che non teme rivali. A interpretarla è l'attrice Kim Basinger, che già con le scene di sesso spinto aveva dimostrato dimestichezza in 9 settimane e mezzo. Elena, inoltre, continua a essere anche a distanza di anni l'unica persona di cui Christian si fida ciecamente, al punto di condividere con lei i propri affari.
Altro fantasma che torna fuori dal passato di Christian è Leila, sua ex fidanzata. Tornata con la speranza di riconquistare il giovane imprenditore, Leila si rende conto di avere di fronte un uomo cambiato rispetto a come lo aveva conosciuto lei. La ragione del cambiamento è da ricercare in Anastasia, che da quel momento diviene il maggiore ostacolo alla realizzazione del suo proposito. All'esatto opposto caratterialmente di Anastasia, Leila è portata sullo schermo dall'attrice australiana Bella Heathcote.
Prima di ritornare con Christian, Anastasia incontra qualcun altro che potrebbe rappresentare per lei un'alternativa sentimentale: il suo capo, il direttore Jack Hyde. Nella testa di Jake, villain che manifesterà il suo essere dannoso in Cinquanta sfumature di rosso, nasce inevitabilmente una sorta di fantasioso triangolo amoroso in cui Christian rappresenta il nemico da abbattere. A prestargli volto è l'attore Eric Johnson, noto per avere interpretato il dottor Everett Gallinger nella serie The Knick.
Il cast principale di Cinquanta sfumature di nero è poi completato dalle attrici Marcia Gay Harden, Rita Ora ed Eloise Mumford, che riprendono i ruoli già giocati in Cinquanta sfumature di grigio: la madre di Christian, la sorella di Christian e la migliore amica di Anastasia.