至尊宝(黄子韬 饰)
前世是孙悟空，转世投胎成为强盗头目至尊宝。是一个用情至深、反应迟钝的人。前世，曾与白骨精存在一段剪不断的孽缘，而后为救白晶晶，通过可以穿梭时空的月光宝盒回到500年前。在五百年前，他遇见了生命中重要的女子紫霞仙子，并与其展开一段旷世爱恋。最终为救众人的他放弃世俗，重新戴上紧箍咒，变回孙悟空。
至尊宝的饰演者黄子韬介绍：
黄子韬，来自山东青岛的中国籍90后韩国歌手、演员，正直活泼可爱的呆萌纯真暖人少年，作为富家子弟的他，不依靠家庭而自小习武，通过自身的努力而成为运动全能者。并于2010年通过参加MBC《伟大的诞生》海选而签约于SM公司，经过一年的练习生生活而于隔年年末正式亮相，以EXO成员正式出道，随后就随团体活跃于演艺圈中。并于2012年随团体回归中国舞台，且坐客于《快乐大本营》等综艺节目中，从而渐渐被大家所熟知。代表作品有《MAMA》、《History》、《Wolf》、《Growl》、《上瘾》等，并于2015年参演了《何以笙箫默》从而进行了首次“触电”。
唐玄奘(尹正 饰)
孙悟空、猪八戒、沙和尚的师傅，一个来自唐朝的和尚。他是一个感情泛滥，过度奉献的人。同时，身为和尚的他是个十分唠叨的人，有着三寸不烂之舌的他可以凭借话语让身边的妖怪自杀。
唐玄奘的饰演者尹正介绍：
尹正，1986年12月30日出生，中国内地男演员，歌手。2015年，他因出演电影《夏洛特烦恼》中“一剪梅”学霸袁华，为观众所熟知。2007年获得中国音乐金钟奖首届流行音乐大赛全国决赛优秀奖;2010年获得第九届中国艺术节音乐群星奖。2013年因出演古装喜剧《龙门镖局》受到关注;同年还参演电视剧《风雷急》及由孙周执导的3D科幻大片《不可思异》。2014年3月21日尹正参演的好莱坞电影《绝命航班》正式上映。2014年，在电影《女生宿舍》中担任男主角;2015在热播剧《他来了，请闭眼》中饰演“老妈子”傅子遇;2016年在湖南卫视开年大戏《麻雀》中饰演心狠手辣的苏三省。“演技”与“颜值”双向发展的他，堪称时下最炙手可热的当红“炸子鸡”。
紫霞仙子(赵艺 饰)
她是一个有着姣好的外貌的绝色佳人。同时，她是个对爱情充满了幻想的女子，为了寻求真爱，她不惜违背上天。最终，在孙悟空的帮助下，他完成了三件难事，得到了紫青宝剑。在宝剑拔出的那一刻，他便认定孙悟空是自己的意中人。然而，此时的悟空却早已转世投胎。为了寻找悟空，她昭告天下，谁能拔出宝剑，便是自己的意中人。
紫霞仙子的饰演者赵艺介绍：
赵艺，中国内陆青年演员，毕业于北京电影学院，参演了《大话西游》等影视剧作品。2016年出演影片大话西游之爱你一万年，在剧中赵艺饰演清新可爱、古灵精怪的紫霞仙子，这同时也是赵艺在表演事业上的荧屏首秀。
青霞(温心 饰)
一个扭曲傲娇的女子，在紫霞为爱落入险境之时，救妹心切的青霞仙子与六耳猕猴达成一致协议，按照天数安排合演了一出戏，从而改变了紫霞、至尊宝的命运。
青霞的饰演者温心介绍：
温心，1991年5月11日出生于中国深圳，中国女演员、模特、歌手。2011年7月被美籍华裔导演迟少艾选中，主演其执导的青春爱情电影《原谅我，来不及爱你》出演女一号罗知夏;2012年赴加拿大拍摄电影《对不起，我爱你》饰演女主角恩彩。2013年在电影《怒放之青春再见》饰演女一号“李爱”;11月参演电视剧《风雷急》，剧中出演女主角温静玉。同年推出个人首张EP《逆风的蝴蝶》，EP《未知》2013年底发布。2014年担当电影《女生宿舍》女主角;同年主演电影《不再说分手》，饰演莱莱一角。2015年在网剧《心理罪》中饰演邓琳玥，在网剧《纳妾记》中饰演柳若冰， 并在饶雪漫作品《会痛的十七岁》中分饰两个角色。
朱八二当家(刘天佐 饰)
孙悟空的师弟，唐僧的徒弟。他是一个莫名自信，无稽深情的人。在机缘巧合之下，因为被蜘蛛精的移魂大法控制，他与蜘蛛精生下一名男子，该男子转世为唐三藏。
朱八二当家的饰演者刘天佐介绍：
刘天佐，1979年8月17日生于吉林省长春市，原沈阳军区某部文工团演员班长。毕业院校于中央戏剧学院。2006年，因在青春励志剧《士兵突击》中饰演老魏一角被人们所关注。2008年，主演战争题材电视剧《我的团长我的团》。2009年，参演电视剧《生死线》并饰演窦六品。2011年，因在都市情感题材剧《裸婚时代》中饰演冬瓜而被人们所熟识。2013年，参演微电影《告别囧途》。2014年5月，主演都市爱情喜剧电影《拆散专家》。2014年9月，参演超级季播剧《盗墓笔记》，饰演胖子。
刘沙三当家 (叶浏 饰)
唐僧的徒弟，他是一个缺乏自信心且性别多元的人。
刘沙三当家的饰演者叶浏介绍：
叶浏，中国内地男演员。 2016年，叶浏参演魔幻爱情喜剧《大话西游之爱你一万年》。2017年，出演现代空战电影《空天猎》;5月18日，主演的爱情网络电影《校园猛诡传说》上线。
白晶晶 (王沛然 饰)
她本是古墓中的一副白骨，与蜘蛛精春三十娘一同修炼后成为人形。她是个敢恨敢爱，拿得起放得下的女子。一日，原本要外出寻找春三十娘的她被一心想要摆脱春三十娘的六耳猕猴遇见，晶晶收下孙悟空的定情玉佩，与其定下婚约。
白晶晶的饰演者王沛然介绍：
王沛然，1996年5月21日出生，中国内地女演员，就读于北京电影学院表演系2014级。2016年，出演荧屏处女作《大话西游之爱你一万年》，饰演白晶晶，从此开启演艺生涯。
春三十娘 (杜若溪 饰)
蜘蛛精修炼而来的人，白晶晶的好姐妹。是个可以将众多男人玩弄于鼓掌之间的人。当看到孙悟空对白晶晶大献殷勤之时，她的自尊心严重受挫，遂决定让白晶晶与孙悟空无法成亲。为此，她与白晶晶在盘丝洞大打出手，甚至惊动了盘丝大仙。而后，她便被盘丝大仙青霞收服，成为盘丝大仙座下大弟子。
春三十娘的饰演者杜若溪介绍：
杜若溪，曾用名杜晓婷，1985年1月30日出生于辽宁省沈阳市铁西区，中国内地女演员，上海话剧艺术中心演员。毕业于上海戏剧学院表演系2002届本科班。2005年，出演个人首部电视剧《孔子门生》而进入演艺圈。2006年主演李行执导爱情剧《小城故事》。2009年，因出演郭靖宇执导的《铁梨花》中赵嫣然一角而走红，受到观众的喜爱和关注。2011年出演都市猎爱偶像剧《胜女的代价》。2013年杜若溪主演的传奇军旅剧《血誓》收视取得佳绩。2014年因参演民国传奇剧《勇敢的心》中梅九哥一角而人气高涨。2016年，主演古装剧《大清江山之龙胆花》和魔幻爱情剧《大话西游之爱你一万年》。
六耳猕猴 (蒋龙 饰)
假孙悟空，与孙悟空长相为一模一样。
六耳猕猴的饰演者蒋龙介绍：
蒋龙，1995年3月22日出生于辽宁省沈阳市，中国内地影视男演员，毕业于北京电影学院2012级表演本科。2004年，出演个人首部电视剧《长大成人》，从而正式进入演艺圈。2005年，参加“辽宁省第二届国际标准舞大赛”，获得拉丁舞一等奖。2006年，在儿童剧《我们的眼睛》中饰演李懂;之后，为了完成学业而选择停止拍戏。2015年，凭借出演科幻悬疑网络剧《执念师》而正式复出;同年，主演年代传奇剧《魔都风云》。2016年，出演个人首部电影《纯洁心灵·逐梦演艺圈》;同年，在古装武侠网络剧《大侠日天》中饰演男主角刘日天。2017年3月，其搭档王紫逸、张宁江等主演的军旅剧《热血尖兵》在央视热播。
玉皇大帝 (黄征 饰)
掌管天庭的神仙。
玉皇大帝的饰演者黄征介绍：
黄征，1973年12月12日出生于北京市，中国内地男歌手、音乐制作人、演员。1998年，以音乐制作人身份加盟Sony唱片(中国)，2001年，以歌手身份签约滚石唱片(台湾)并发行首张专辑《破晓》。2003年，发行的个人第二张专辑《爱情诺曼底》销量达到43万张，同名主打歌《爱情诺曼底》红遍大江南北，而专辑中由黄征创作的歌曲《奔跑》更是被确定为“2003中国男子职业篮球CBA联赛”官方主题歌，也是国内传唱度最高的运动歌曲之一。2005年，发行第三张个人专辑《一个人的战役》。2007年，发行第四张专辑《绝不放手》。2008年，黄征首次获得东南劲爆音乐榜颁发的“内地最佳男歌手”大奖。2009年，发行第五张个人专辑《我是谁的谁》，并蝉联了“内地最佳男歌手”的奖项。2011年，推出EP《你爱了吗》。2012年，发布第七张个人专辑《征爱》。2013年发行第八张专辑《北京不孤单》，同年，获得Channel【v】华语榜中榜“最受欢迎制作人”大奖。
2015年，黄征先后主演了电影主演《死亡之谜》和《大话西游3》，其扮演的玉皇大帝更是颠覆传统想象，被誉为史上“最逗逼、最帅玉帝”。2016年和朱茵共同主演爱情电影《今夜二十岁》，饰演男主角萧峰，同年，主演电视剧《大话西游之爱你一万年》，再次饰演玉皇大帝。接着又主演了神幻巨制《莽荒纪》，并颠覆形象和自我突破，饰演凶狠毒辣的大反派“神王”，引发关注。
二郎神 (胡耘豪 饰)
二郎真君，奉玉帝之命下界捉拿紫霞仙子，为人正直。
二郎神的饰演者胡耘豪介绍：
胡耘豪，1989年6月27日生于北京，中国内地男演员，毕业于上海同济大学表演系，后于上海戏剧学院导演系毕业。2015年8月，胡耘豪以悬疑网剧《暗黑者2》中“阿华”一角出道。2016年胡耘豪先后参演了悬疑网剧《示铃录》和校园玄幻网剧《贴身校花》[1-2];7月4日，胡耘豪主演的民国悬疑电视剧《老九门》在东方卫视首播，他因在剧中饰演嗜血深情的“陈皮阿四”而被观众熟知。
2016年12月凭借《老九门》中“陈皮阿四”一角获得爱奇艺2017尖叫之夜“年度电视剧新人”[4-5]。2017年8月18日，获得金骨朵网络影视盛典“年度网络剧潜力新面孔”奖项。
菩提老祖 (吴大维 饰)
一个命运多舛逗比大神。他本是一棵菩提树，因被至尊宝连累而被杀死。因为这个原因，他被观音大士派去指点孙悟空，以便完成西天取经的重任。
菩提老祖的饰演者吴大维介绍：
吴大维，1966年10月2日出生于美国马萨诸塞州，中国台湾男演员、歌手、主持人，毕业于华盛顿大学商科。
1986年，出演个人首部电影《我有话要说》，从而正式进入演艺圈。1992年，出演个人首部电视剧《李小龙传奇》，在剧中担纲男一号李小龙。1993年，推出首张个人音乐专辑《隐藏的爱》。1995年，推出第二张个人音乐专辑《亚洲呼啦啦》。1997年，凭借电影《我也有爸爸》，获得第7届“中国电影童牛奖”优秀成人演员奖。1998年，凭借电影《今夜星光灿烂》获得第8届”香港电影金像奖“最有前途新人奖。2004年，主演古装喜剧《皇后进宫》，在剧中饰演正德皇帝。2007年，担任中央电视台《同一首歌》的主持人。2008年，与杨澜搭档主持第17届“中国金鸡百花电影节”。2010年，主演时尚爱情喜剧电影《我的美女老板》。2011年，担任旅游卫视真人秀节目《烈焰门徒》的主持人。2012年，担任东方卫视游戏类节目《天哪!我们变小了》的主持人。2014年，担任辽宁卫视《中国喜剧力量》的评委。
嫦娥仙子 (米露 饰)
嫦娥仙子的饰演者米露介绍：
米露，1989年7月21日出生于河北省沧州市，毕业于北京服装学院，中国内地女演员、模特。
2007年，参加第八届CCTV模特大赛并获得冠军，同时还获得首届模特大典十大新锐模特、最佳媒体印象奖、中国扶贫宣传使者、黄金搭档爱心大使等荣誉;2008年，获中国十佳职业时装模特荣誉;2009年，客串出演了青春励志偶像剧《一起来看流星雨》;2012年，主演情感戏《我不曾放纵的青春》;2013年，主演了青春偶像剧《落跑甜心》;2014年，参演了古装历史剧《武媚娘传奇》;2015年，出演了都市情感剧《何以笙箫默》。2016年，在蒋家骏执导的电视剧《射雕英雄传》里饰演梅超风。
李骗 (席加林 饰)
李骗的饰演者席加林介绍：
席加林，中国内地 男演员。毕业于浙江师范大学.，在校主修影视表演专业，选修了声乐、摄影。2009年在校被导演看中并正式参演了《神探狄仁杰前传》正式进入影视圈发展，2010年先后参与拍摄了《洪武大案》《秦香莲》电视连续剧。2011年考入中央戏剧学院进修班，毕业后参加2年舞台演出，2013年结束演出并参与《摩登岳父》任外联制片,随后参加的后期剪辑和制作。摩登岳父结束后接到了柏杉导演的电话进入了《天下第一军》原名、《勇敢的心》《大秧歌》等电视剧。
牛魔王 (杨钧丞 饰)
铁扇公主的丈夫，是个无脑的绿帽王。
如来佛祖 (石修 饰)
三界的守护神。
说书人 (夏雨 饰)
三界的守护神。
观音大士 (薛佳凝 饰)
铁扇公主 (龚蓓苾 饰)
牛香香 (方安娜 饰)
黑山老妖 (管轩 饰)
蟾蜍精 (赵小天 饰)
白晶晶 (王沛然 饰)
天心 (邢菲 饰)
白水老妖 (方慧 饰)
持国天王 (姚金星 饰)
南天门四大天王之一。
多闻天王 (王汀 饰)
南天门四大天王之一。
增长天王 (于跃 饰)
南天门四大天王之一。
广目天王 (隋奕名 饰)
南天门四大天王之一。
至尊宝父 (刚毅 饰)
至尊宝母 (秦旋 饰)
徐天乾 (晏紫东 饰)
清明湖王 (宣晓鸣 饰)
太白金星 (于鸿洲 饰)
昆仑首圣 (宣言 饰)
黑长直 (何钧泽 饰)
爆炸头 (周璞 饰)
疯牛 (杜洋 饰)
傻牛 (殷梁 饰)
病牛 (王鹏策 饰)
张坑 (李钟钧 饰)
王蒙 (姜彭 饰)
蜈蚣精 (杜相 饰)
执扇仙子 (赵婉婷 饰)
葫芦仙子 (郑紫婵 饰)
冥河首领 (朱江 饰)
鼠精 (展茂平 饰)
观音童子 (杨司晨 饰)
小至尊宝 (汤铭宸 饰)
肥婆 (张心瑶 饰)
青牛精 (马驰 饰)
黑牛精 (万一锐 饰)
黄牛精 (孟祥龙 饰)
母白牛精 (李炅嬉 饰)
洗洁精 (王康乐 饰)
大夫 (张嘉禾 饰)
驴子精 (林柏成 饰)
老画师 (郝文学 饰)
猫妖 (李心博 饰)
哨兵首领 (魏晓林 饰)
明汐 (金泊含 饰)
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