狄仁杰(梁冠华 饰)
字怀英， 唐代并州太原人，唐代初期杰出的政治家，武则天称其为“阁老”。后人称之为“唐室砥柱”;他在武则天统治时期曾担任同凤阁鸾台平章事兼内史，判决了大量的积压案件，是我国历史上以廉洁勤政著称的清官。 作为中国古代一位杰出的政治家，狄仁杰一直都心系民生。他可谓是推动唐朝走向繁荣的一大功臣。
狄仁杰的饰演者梁冠华介绍：
梁冠华，1964年9月30日出生于北京，国家一级演员，中国戏剧家协会会员，北京戏剧家协会会员，中国话剧艺术研究会会员，中国电视艺术家协会会员，北京市青联委员，北京市政协委员。1984年毕业于北京人民艺术剧院。
1981年，考取北京人民艺术剧院演员训练班。1984年，毕业并留任北京人民艺术剧院演员。凭借电视剧《贫嘴张大民的幸福生活》获得2000年第10届春燕奖电视剧优秀男主角奖、2002年第21届中国电视剧飞天奖优秀男演员奖，并被开始被观众熟知。2003至2010年期间，在《神探狄仁杰》系列剧中饰演断案如神的宰相狄仁杰而再次被观众所熟知，并且与李元芳的扮演者张子健、导演钱雁秋三人也被称为铁三角组合。
李元芳(张子健 饰)
检校千牛卫大将军，官职正三品，狄仁杰的卫队长，武功盖世，善用链子刀、幽兰剑。他性情刚烈，处事果断、干练、严守礼仪，对狄公忠心耿耿。原本是突厥议和使团的护卫队长(甘南道游击将军)，因遭人诬陷被通缉追杀，身负重伤后被狄仁杰相救，从此追随狄公并协助其破获数十起案件。他和狄仁杰是众人眼中的一对完美搭档。
李元芳的饰演者张子健介绍：
张子健，1968年10月28日出生于天津，祖籍河北衡水，中国内地男演员、主持人，毕业于北京电影学院表演系。
1995年，出演武侠剧《白眉大侠》，因饰演反面人物王顺一角而被观众认识。1996年，首次在武侠剧《甘十九妹》担任男主角，饰演尹剑平一角被观众熟知。2004年，在古装探案悬疑剧《神探狄仁杰》中饰演李元芳。2009年，主演反特剧《猎鹰1949》播出。2012年，主演谍战剧《飞虎神鹰》播出，同年，主持山东卫视《天下父母》。2015年，主演神话剧《石敢当之雄峙天东》播出。2016年，张子健口述书籍《铿锵竹韵抒真情——张子健话说张志宽》出版。2018年，凭借主演的谍战剧《津门飞鹰》获得东方电影频道年度“最佳男主角奖”。
云姑(董璇 饰)
云姑，本名葛亚云，卧虎庄庄主葛天霸的长女，葛亚清的姐姐。本是铁手团成员，一直为铁手团卖命，最后因妹妹小清的死，弃暗投明，与李元芳一同杀死铁手团宗主元齐。
小清(董璇 饰)
葛亚清，和云姑是孪生姐妹，卧虎庄庄主葛天霸的次女。她救下落水失忆的李元芳后，给他取名“水生”，将他收留下，并暗暗地喜欢上了她。小清性格活泼，在这部戏里对每个人都充满善意与信任，包括对落水的元芳、落难的庞四、重伤的彭春，对屡次利用自己的父亲姐姐，也是毫无戒心，反而对他们充满善良的期盼，显得清可涤人。
云姑的饰演者董璇介绍：
董璇，1979年11月5日出生于黑龙江省牡丹江市，毕业于北京电影学院表演系本科2000级，中国内地影视女演员。
2003年，因主演武侠剧《雪花女神龙》而步入演艺圈。2005年，主演古装武侠剧《君子好逑》。2008年，凭借剧情片《立春》提名第27届金鸡奖最佳女配角奖;同年，她还主演古装武侠剧《八大豪侠》。2009年，因主演传奇剧《闯关东中篇》获得更多关注。2010年，主演都市悬疑剧《无懈可击之美女如云》和青春励志喜剧《青春期撞上更年期》。2011年，主演爱情剧《新拿什么拯救你，我的爱人》及都市商战剧《无懈可击之高手如林》;同年，她还与高云翔在北京举行婚礼。
2014年，因在武侠剧《神雕侠侣》中饰演古墓派创始人林朝英再次受到关注。2016年6月2日，董璇在北京产下女儿小酒窝。2017年，出演年代剧《探戈》。2018年，出演的古装剧《三国机密之潜龙在渊》播出。
宁无双(曲栅栅 饰)
水部郎中李翰的遗孀。李翰遇害后，她偶遇李元芳、鲁吉英，三人结拜为兄妹，后元芳舍命掩护二人。之前她以为元芳已遇害，伤心自责不已，后来发现他还活着，激动得悄悄抹眼泪。宁氏有着敏锐的判断力和优秀应变能力，而且心思缜密。她发现鲁吉英的疑点，并与狄仁杰密谈，为破获邗沟案、消灭铁手团，贡献了自己的一份力。
宁无双的饰演者曲栅栅介绍：
曲栅栅，1982年5月21日出生于吉林长春，中国内地影视女演员，1999年毕业于北京舞蹈学院中国舞蹈系，2005年毕业于中央戏剧学院表演系。
2008年，因出演钱雁秋执导古装悬疑剧《神探狄仁杰3》中的宁无双一角而开始受到关注。2010年凭借《神断狄仁杰》中的狄如燕一角而被观众熟知，2012年，在谍战剧《飞虎神鹰》中饰演桔子一角而再次被观众关注;同年主演谍战剧《孤岛飞鹰》。2014年在谍战剧《大漠枪神》中分别饰演小玲和理惠两个不同的角色而人气上升。
2015年8月5日，曲栅栅于北京某医院秘密产子。
薇儿(关悦 饰)
薇儿的真实身份是黑衣社的乾位圣骑士，在狄仁杰识破黑衣社的阴谋后，她与黑衣天王服毒自杀。关悦在黑衣社的八位圣骑士之一，为偷取死亡之神异化的方法，嫁给王蔷，之后潜伏在狄仁杰身边，助黑衣天王完成计划，最后兵败与小桃服毒自杀。
薇儿的饰演者关悦介绍：
关悦，1979年3月6日出生于吉林省长春市，中国内地女演员、影视出品人，毕业于北京电影学院2000级表演系。
2008年1月，参演古装武侠剧《龙游天下》，从而正式进入演艺圈;3月，参演悬疑推理剧《神探狄仁杰第三部》。2009年11月，参演科幻喜剧片《火星宝贝之火星没事》。2012年6月，主演都市励志剧《囧人的幸福生活》，并担任该剧的制作人。2014年3月，主演家庭喜剧《我的儿子是奇葩》。2015年2月，主演古装神话剧《石敢当之雄峙天东》;7月，与佟大为共同成立影视出品公司。2016年10月，参加母婴育儿互动类节目《拜托了妈妈》。2018年8月，与佟大为共同参加音乐创演秀节目《幻乐之城》。
小桃(苑冉 饰)
原来的“小桃”由于无父无母，又不怎么与外人接触，所以不为外人所熟悉，因此被黑衣社盯上并杀害，而后由黑衣天王顶替。在一次偶然的事件中与黑衣社的黑衣天王，化名小桃潜伏在狄仁杰的身边，策划劫夺饷银，欲用饷银驼架中的“死亡之神”红蝙蝠杀死凉州百姓，夺取凉州，最后功败垂成，与薇儿服毒自尽。
小桃的饰演者苑冉介绍：
苑冉，1979年3月19日出生于黑龙江省哈尔滨市，毕业于中央戏剧学院，中国大陆女演员、主持人、歌手。
1999年苑冉毕业于北京舞蹈学院中国舞系。2001年开始主持中国中央电视台《动画城》节目，并演唱主题曲《快点告诉你》。2003年出演的音乐剧《不见不散》获得我最喜爱的春节联欢晚会节目二等奖。2005年毕业于中央戏剧学院表演系本科。2008年因在古装悬疑探案剧《神探狄仁杰3》中扮演小桃一角而被观众熟知，2009年在《神断狄仁杰》中饰迎阳公主武元敏，同年在古装历史剧《大秦帝国之裂变》 中饰玄奇。2010年参演悬疑谍战剧《飞虎神鹰》。2011年出演古装悬疑推理剧《杨乃武与小白菜冤案》。2013年出演古装医术剧《医圣》。2016年加盟都市情感剧《咱们相爱吧》。
鲁吉英(张树平 饰)
公开身份为山阳县令，实则为铁手团秘密成员林阳，他的身份，只有宗主知道。在“漕渠魅影”中，鲁吉英可谓贯穿全剧的灵魂人物之一。最后和崔亮、吴文登、杨九成和文清一起被斩。
鲁吉英的饰演者张树平介绍：
张树平，男，1978年1月14日出生于山东诸城，是一名中国内地男演员，主要作品有《自杀者》、《青春的觉醒》、《太太学堂》 、《回家》 、《像男人一样寻欢》 等。
武则天(吕中 饰)
武则天，山西文水县人，中国历史上唯一的女皇帝。她知人善任，杀伐决断，精明睿智，颇具治国之才;又心狠手辣，多疑善变，任用酷吏。她对狄仁杰可谓君臣际遇，信任有加，大力支持，多次给予其便宜行事、临机专断之权。最后武则天与狄仁杰的君臣关系可谓善始善终，是古代君臣际遇的典型。
武则天的饰演者吕中介绍：
吕中，1940年12月17日出生于陕西宝鸡，国家一级演员，中国当代著名表演艺术家和配音演员，毕业于河北省话剧院的演员训练班。
1987年，接拍电视剧《便衣警察》，扮演配角女富商，由此进军影视圈。1990年，出演电视剧《武生泰斗》，担任美人蕉一角。1993年，吕中出演田壮壮的代表作品《蓝风筝》，同年出演电影《高楼边》。1996年她因主演《邓颖超和她的妈妈》获得了第16届中国电视剧飞天奖的优秀女主角奖。2004年出演《两个人的芭蕾》，2008年出演《我的唐朝兄弟》，2010年2月出演《雪花秘扇》，同年4月出演《甲天下》2011年出演《一九四二》。2014年凭借王小帅执导的影片《闯入者》中的演出获得了第8届亚太电影大奖最佳女主角。
元齐(钱雁秋 饰)
颖王，铁手团宗主，武功盖世，为李元芳的劲敌，为人阴险狡诈、见利忘义。策划邗沟大案，最终被李元芳和云姑联手击杀。
元齐的饰演者钱雁秋介绍：
钱雁秋，1968年9月30日出生于北京，祖籍江苏省无锡市，毕业于北京电影学院87届表演系，中国内地影视导演、编剧兼演员。
2002年钱雁秋开始创作了四部《神探狄仁杰》作品，并与梁冠华、张子健合作拍摄了古装推理悬疑剧《神探狄仁杰》系列，三人也被称为铁三角组合。2008年自编自导反特革命剧《猎鹰1949》。2012年执导革命题材惊险悬疑剧《飞虎神鹰》。2014年执导动作悬疑剧《大漠枪神》。2014年执导古装神话剧《石敢当之雄峙天东》。2015年执导谍战剧《津门飞鹰》。2017年执导武侠悬疑剧《秋官课院之狄仁杰浮世传奇》。
