Главная героиня фильма девочка Маша путешествует из современной ей действительности в сказочный мир. Георгий Михайлович Вицин исполнил в этой сказке две роли, дедушки Маши в реальности и волшебного мудреца по имени Великий Садовник в сказочном мире.

Самую трогательную обитательницу сказочной страны, молчаливую красавицу Миэль сыграла одна из самых обаятельных советских девочек 70-х актриса Наталья Тенищева. В детстве Наталья исполнила центральные роли в фильмах «Автомобиль, скрипка и собака Клякса» и «Додумался, поздравляю!». Роль в сказке «Пока бьют часы» была для нее последней. После школы девушка поступила в медицинский институт, избрав для себя достойную профессию врача.