参与演唱的103位明星中，内地艺人占比过半，包括刘欢、那英、孙楠等实力唱将，以及章子怡、周迅、范冰冰等影视演员。香港地区则有陈奕迅、容祖儿、谢霆锋等歌手，台湾地区的周华健、蔡依林、王力宏也在列。值得意的是，还有来自新加坡的孙燕姿、林俊杰，以及日本演员谷村新司等外籍艺人加盟。
这些明星在MV中以接力演唱的形式出现，每人平均演唱1-2句歌词，在故宫、天坛、颐和园等北京标志性景点成拍摄。从一线明星到新生代偶像，从流行歌手到京剧演员，103人的阵容不仅创造了华语乐坛合唱歌曲的参与人数纪录，更体现了"同一个世界，同一个梦想"的奥运精神。
歌曲创作团队还特意邀请了李宁、姚明等体育明星参与演唱，让103人的阵容更加多元化。这种跨领域的明星组合，使《北京欢迎你》成为展现中国文化包容性的音乐载体，其参与人数的规模至今仍保持着华语合唱歌曲的纪录。