狄仁杰
寇世勋 饰断案如神，同时不乏幽默。因武则天被刺使得本来辞官在家的狄仁杰卷入一件件奇案中。
武则天
王姬 饰既有王者风范，又不乏女性的温存妩媚，她高贵、威严、骄横，却又忧国护民、求贤若渴。
陶甘
黄海冰 饰狄仁杰随从，妻子东方雨为救自己身亡，武则天册封陶甘为四品还刀校尉，同时追谥东方雨为至孝公主
潘玉
高圆圆 饰潘有利之女，武功高强，个性率直，被奸人陷害流落江湖，在一宗错综复杂的案件中，帮助狄仁杰揭开了一桩深埋已久的一段鲜为人知的沉冤旧案。
东方雨
田海蓉 饰萧淑妃之女，陶甘妻子，与姐姐西门春子为报杀母之仇刺杀武则天。
莫尔斯
阿不力孜·聂 饰有神探之名，与狄仁杰棋逢对手，互不相让，因心爱的人被别人利用而犯错，为了帮自己心爱的女人开脱，几次设置迷障为难“狄仁杰”，最终遭到“狄仁杰”的斥责
李玉良
张博 饰其父亲被武三思所害在狱中自尽，而他也被发配到长城做苦工。
武官龙
李宗翰 饰武三思侄子，边关守将。武则天为潘玉与武官龙赐婚，潘玉在逃婚途中被抓，为了保护潘玉，他不惜担负背叛朝廷的罪名，用李玉良换回了潘玉。
慕容雨
张延 饰边疆来使，在狄府教狄仁杰奥斯曼语的慕容雨，无意中失散多年的爱人林如雪，但林如雪却始终不肯相认。
张柬之
陈长海 饰狄仁杰朝中好友，在狄仁杰调查一系列案件时为狄仁杰提供了许多帮助。
门固良/飞天虎
黄文豪 饰飞天虎和林如雪是孪生兄弟，哥哥门固良是捕头，弟弟门固天参加了土匪号名飞天虎，在门固良带领县衙捕快围剿土匪的时候，门固良以自己的身份换下了门固天。
