| 角色 | 饰演者 | 角色介绍 |
| 周乙 | 张嘉译 | 共产党地下组织安插在警察厅的特务，后升任科长 |
| 顾秋妍 | 小宋佳 | 共产党地下工作者并与周乙扮演假夫妻 |
| 老魏 | 徐程 | 周乙上级，共产党哈尔滨负责人 |
| 孙悦剑 | 咏梅 | 周乙妻子，共产党地下工作者 |
| 高彬 | 程煜 | 周乙上司，警察厅科长，后升任副厅长 |
| 鲁明 | 李洪涛 | 周乙同事，警察厅队长 |
| 刘魁 | 孙浩 | 周乙同事，警察厅特务 |
| 任长春 | 姬他 | 周乙下属，警察厅警官 |
| 春三 | 孙鹏 | 周乙雇佣的街头探子 |
| 刘妈 | 白玉芬 | 周乙家的仆人 |
| 陈景瑜 | 钱漪 | 国民党政府安插在保安局的特务 |
| 张平钧 | 封柏 | 青年学生，顾秋妍丈夫张平汝的弟弟 |
| 园园 | 林园 | 青年学生，张平钧的女友 |
| 小董 | 宋家腾 | 孙悦剑的手下 |
| 老邱 | 逯长恩 | 共产党叛徒 |
| 金教授 | 林龙麒 | 从香港来到哈尔滨的大学教授 |
| 高太太 | 张惠兰 | 高彬的妻子 |
| 神秘女人刘瑛 | 马丽 | 老邱妻子，茶楼老板，高彬的密探 |
| 莎莎 | 刘宸希 | 周乙和顾秋妍的女儿 |
