尹三 (于震 饰)
公开身份是江城洪门的龙头大哥，日本人的保安队队长。真实身份是和组织失联多年的中共地下党员，因上级牺牲而与党失去联系。勇敢果敢、多谋善断、忠于信仰。老宋牺牲后自愿担负起保护蓝天的任务，与日军宪兵队长高桥展开周旋，最终保护蓝天离开江城。
尹三的饰演者于震介绍：
于震，1975年5月10日出生于北京，毕业于中央戏剧学院，中国内地男演员。1999年首次出演电视剧《我爱长发飘飘》。2004年主演何群执导的抗战剧《吕梁英雄传》，为观众熟知。2007年主演《中国兄弟连》 。2008年在谍战剧《海狼行动》中饰演萧汉光。2009年与陈紫函主演谍战剧《黑玫瑰》 。2011年领衔主演谍战剧《五号特工组2》 。2012年主演抗日谍战剧《利箭行动》 。2014年与王力可、刘萌萌主演电视剧《利箭纵横》 。2015年3月23日主演的年代情感剧《我的二哥二嫂》上星首播 。同年与李晟、奚美娟主演抗战剧《嫂子嫂子》。2011年被评为中国演艺界十大孝子。2012年3月17日与演员辛月举行婚礼 。
上官玉 (陈紫函 饰)
旅馆老板娘上官玉，性格冷静稳重，与地下党尹三是一对“乱世情侣”。将蓝天藏在自己开的旅馆中，并机智勇敢地帮助尹三与日军周旋，最终保护掌握密码的蓝天与新四军会合。
上官玉的饰演者陈紫函介绍：
陈紫函 ，1978年4月2日出生于重庆市，祖籍湖北省武汉市黄陂区，中国内地女演员，毕业于北京电影学院表演系 。1993年，因出演个人首部都市剧《都市女孩》而正式进入演艺圈。2001年，在历史剧《大汉天子》中饰演平阳公主。2003年，在苏有朋版古装武侠剧《倚天屠龙记》中饰演殷离而受到关注。2006年，随着《白蛇传》、《神雕侠侣》等古装剧的播出被观众们所熟知 。2013年，在古装神话剧《天天有喜》中饰演白兰瑛 。2014年，凭借仙侠剧《古剑奇谭》中“红玉”一角人气增高 。2016年，主演古装神话剧《刘海戏金蟾》。
高桥 (尹铸胜 饰)
江城日军宪兵队长高桥。负责抓捕破译了日军电报密码的蓝之冰一家，性格狡猾残暴。他虽然抓捕到了蓝氏夫妇，但是掌握密码本的蓝天却被地下党救走。他想尽办法搜捕蓝天。
高桥的饰演者尹铸胜介绍：
尹铸胜，1965年10月2日出生于西安，中国内地男演员，陕西西安人，1990年毕业于上海戏剧学院，北京拾捌文化经纪有限公司签约艺人，国家一级演员。1991年4月，因饰演《白娘娘》剧中许仙获得第二届“上海白玉兰戏剧表演奖”配角奖。又凭此剧于获得首届“宝钢高雅艺术奖”和第三届“中国话剧金狮奖”演员振兴奖 。1997年凭话剧《商鞅》中商鞅一角获第14届“中国戏剧梅花奖”主角奖，第八届“上海白玉兰戏剧表演奖”男主角奖，第五届“宝钢高雅艺术奖”、首届“佐临话剧艺术奖”最佳男主角奖和第七届“文华表演奖” 。2000年，首次以导演身份导出了网络情感话剧《WWW.COM》 。2006年，加盟了家庭伦理剧《母亲的忏悔》 。2008年，主演了军旅战争作品《雪域天路》 。2010年，接拍古装武侠电影《武侠》 。2012年，参与了改编自同名小说的中法合拍电影《狼图腾》的拍摄 。2014年，领衔主演谍战剧《锋刃》 。
蓝之冰 (吴奇隆 饰)
蓝天之父。破译了日军电报密码的旅欧数学家蓝之冰，为了抗日毅然决定回国投奔新四军。但情报泄露，刚到江城就中了日寇设下的埋伏。蓝氏夫妇被捕，以身殉国。
蓝之冰的饰演者吴奇隆介绍：
吴奇隆，1970年10月31日生于中国台湾，歌手、演员、制片人、出品人。 1988年作为小虎队成员霹雳虎出道。1991年小虎队暂时解散 。1992年单飞后发行首张个人专辑《追风少年》，销量在两个月内达到四白金 。1992年起连续五年在《民生报》举办的投票中成为台湾十大最受欢迎偶像之一 。1993年获得十大中文金曲最有前途新人奖金奖、十大劲歌金曲最受欢迎新人金奖。1993年起连续两年获得叱咤乐坛流行榜颁奖典礼过江龙奖金奖。1994年主演古装爱情电影《梁祝》。1996年在金马奖执委会与海内外媒体举办的全球十大华语影星票选中排名第九位 。2001年主演武侠剧《萧十一郎》，开始将工作重心转向中国大陆。2012年凭借古装剧《步步惊心》获得华鼎奖中国最受媒体欢迎男演员奖、第18届白玉兰奖观众网络票选最具人气男演员奖等奖项 。2003年吴奇隆成立北京稻草熊影视文化有限公司，参与《墨攻》等电影制作 ，投资出品了情感剧《完美丈夫》 、出品并主演了武侠剧《新白发魔女传》 、《蜀山战纪之剑侠传奇》 等戏剧。他还涉足影视游戏制作 、餐饮 、房地产、 服饰等行业;拥有9家个人公司、2个工作室和3项专利。 2012年创立个人品牌黑白能量 。吴奇隆热心公益慈善 ，担任多个慈善项目代言人和爱心大使 ，获得多个慈善奖项和称号 。2012年6月发起黑白能量爱心助学活动 ，个人首阶段捐赠250万元，全用于爱心公益助学 。
曾洁茹 (刘思彤 饰)
旅欧数学家蓝之冰之妻，蓝天之母。十多年前收养蓝天，因抗日战争爆发，和蓝之冰一起带着蓝天回国欲投身新四军抗日，不料来到江城就被日军设伏抓捕，为了保护蓝天和蓝之冰一同自杀。
曾洁茹的饰演者刘思彤介绍：
刘思彤，出生于山东青岛;毕业于中央戏剧学院。2001年参演《萧十一郎》受到关注;2009年主演民国剧《牌坊下的女人》;2011年因主演翻拍武侠剧《新萍踪侠影》中脱不花而获得更高的知名度;2013年参演《新白发魔女传》并在战争剧《我的抗战2》中担任女一号;2014年参演《少年四大名捕》 ;2015年参演《蜀山战纪之剑侠传奇》，饰演诸葛紫英一角。
余得水 (魏春光 饰)
江城保安队副队长，日军特务队队长，野心勃勃，笑里藏刀，不甘屈于尹三之下。因为江城旅馆开业却没有向他送好处而处处与上官玉为难，在投入日本宪兵队队长高桥麾下之后，与尹三勾心斗角，为营救计划制造了重重困难。
余得水的饰演者魏春光介绍：
魏春光，男，山西大同人，上海话剧艺术中心演员，2001年毕业于上海戏剧学院表演系。代表作有现实主义青春剧《其实不想走》。
龙雪 (辛月 饰)
地下党，江城医院的外科医生，曾经留学日本并与高桥的夫人久子是同学，又对高桥曾有救命之恩。原来是老宋和新四军的联系人，老宋牺牲后与尹三、上官玉一起保护蓝天。身份暴露后为掩护尹三等同志牺牲。
蓝天 (张琛 饰)
蓝之冰之子。超高智商17岁的数学天才，随父母回国投奔新四军，却在刚到江城时就被日军围捕，蓝之冰夫妻为保护蓝天密码殉国，只有蓝天被新四军救出。得知蓝天能破译日军密码，地下党尹三竭力保护他的安全。
蓝天的饰演者张琛介绍：
张琛，1999年11月27日出生在江西景德镇，中国内地男演员。2010年，参演的电视剧《毛岸英》荣获第28届飞天奖。2011年，参演的电视剧《中国1921》登陆中央1套8点档。2012年，主演的电影《少年闵子骞》荣获第14届电影百合奖优秀儿童奖。2014年，参演的电视剧《父母爱情》登录央视1套特约剧场。2016年10月1日，参演的电影《罗曼蒂克消亡史》即将上映，剧中饰演侄子。
尹母 (吕中 饰)
尹三的母亲，也是一位地下党。全力支持儿子与日本侵略者做斗争，面对危险深明大义，让尹三不用担心自己，一心救国就是对自己养育之恩的报答。
尹母的饰演者吕中介绍：
吕中，1940年12月17日出生于陕西宝鸡，国家一级演员，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 。
阿芳 (余玥 饰)
生子的表妹，江城医院护士。善良活泼的阿芳其实是高桥在江城医院里的卧底，她受高桥的命令监视并出卖了地下党龙雪。然而，因为暗恋同样身为地下党的生子，阿芳向高桥撒谎为生子掩护，最后被黑藤杀害。
阿芳的饰演者余玥介绍：
余玥，1991年9月28日出生于四川成都，中国女演员，毕业于北京电影学院表演系2010级。2002年，以童星身份主演清宫剧《格格要出嫁》，饰演小金蟾;2003年，在武侠剧《飞刀又见飞刀》中出演了小方可可。2009年，主演励志电影《金色记忆》。2013年，出演家庭剧《你是我的亲人》。2015年，参演网络剧《匆匆那年：好久不见》，饰演沈晓棠 ;同年在古装仙侠剧《蜀山战纪之剑侠传奇》中饰演屠梦，并演唱插曲《我从来不存在(屠梦版)》 。2016年2月26日，余玥参与主演的电视剧《不可能完成的任务》开播 。
老宋 (冯远征 饰)
茗月轩楼老板，江城地下党的负责人。一直在想办法延安联系帮助尹三恢复身份。由于叛徒出卖而被日军抓捕，被残忍折磨的老宋宁死不屈。
老宋的饰演者冯远征介绍：
冯远征，1962年11月16日生于北京市，陕西韩城市人，中国内地男演员，1985年考入北京人民艺术剧院。1989年，应邀赴联邦德国西柏林高等艺术学院戏剧系进修戏剧表演，主攻格洛托夫斯基表演学派。1991年回国，成为北京人民艺术剧院演员。2002年，与梅婷合作电视剧《不要和陌生人说话》，塑造心理变态的医生安嘉和。2004年，凭借《美丽上海》获得 第24届中国电影金鸡奖最佳男配角奖。2008年，参演电影《非诚勿扰》，凭借“娘娘腔”娘娘一角提名第三十届大众电影百花奖最佳男配角。2015年，主演的话剧《风雪夜归人》登陆国家大剧院， 凭借《风雪夜归人》夺得第4届北京丹尼国际舞台表演艺术奖最佳男主角奖，凭借电视剧《老农民》获得第21届上海电视节最佳男配角奖。2015年，冯远征被中宣部、人力资源和社会保障部、中国文联共同授予“全国中青年德艺双馨文艺工作者”荣誉称号 。
肖云 (曾雅冬 饰)
新四军译电员肖云。负责与代号“鸽子”的江城地下党电台联系，是新四军与日军进行密码战的主要成员。
肖云的饰演者曾雅冬介绍：
曾雅冬(原名：曾麟舒)，1988年11月出生于山东，山东艺术学院表演系毕业，进修于中央戏剧学院，中国内地女演员。2011年出演电影《太极拳》，正式开始演艺事业。2012年参演动作电影《天机·富春山居图》 。2014接拍盗墓题材电影《鬼吹灯之精绝古城》 ，同年出演武侠剧《侠客行》 。2015年加盟革命战争情感剧《生死黎平》 。随后出演抗战剧《不可能的任务》。
毛鹏 (高亮 饰)
日本宪兵队特务队长，一个沉稳干练、心机颇多的“笑面佛”。
新四军首长 (杜源 饰)
新四军的首长。
不可能完成的任务演员表(其他演员)
孙大槐 (李思博 饰)
荣嫂 (武晓莉 饰)
黑藤 (崔钟 饰)
关凌 (左航 饰)
江城医院的护士，同时也是一名地下党员。
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