黄大年(丁勇岱 饰)
地球物理学家，在国家启动引进海外高层次人才的千人计划的召唤和母校吉林大学的诚挚邀请下，放弃国外优厚的条件，义无反顾回到祖国，带领400多名高级研究人员组成的科研团队，克服重重困难创造了多项第一。
黄大年的饰演者丁勇岱介绍：
丁勇岱，1958年10月27日生于中国山东，中国影视男演员。1983年毕业于内蒙古艺术学院戏剧表演系，分配内蒙古话剧团。
1981年，参演首部电视剧《锡尼喇嘛》。1997年主演电影《白山黑水》，获长春电影制片厂“小百花”特别奖。2013年，凭借电影《倾城》在北京大学生电影节加拿大影展中荣获最具实力男演员奖，并提名第29届金鸡奖最佳男配角。2015年10月，参演古装传奇剧《琅琊榜》，饰演梁帝。
2017年，出演电影《非凡任务》;同年，参演谍战剧《天衣无缝》。
雪梅(张凯丽 饰)
黄大年的妻子，仁慈济世的知识女性，有着平凡女人的不平凡的情感世界，在人品和思想境界上与黄大年很般配，为了丈夫的事业毅然把诊所转让出去陪他出国，牺牲颇多。
雪梅的饰演者张凯丽介绍：
张凯丽，1962年9月29日生于吉林省长春市，中央实验话剧团剧院演员，十三届全国政协文化文史和学习委员会委员，全国政协委员。
1987年，参演首部电影《八女投江》;1990年，参演中国第一部室内剧《渴望》，饰演第一女主角刘慧芳，凭借《渴望》夺得大众电视金鹰奖最佳女主角奖和北京电视春燕杯最佳女主角奖，并获得1992年第三届全国电视十佳演员的十佳之首。1995年，凭借歌曲《昨天的爱》获得中国音乐电视大赛银奖;1996年，主演电影 《军嫂》获 “五个一”工程奖及中国电影华表奖最佳故事片奖。2011年，参演电视剧《裸婚时代》，获得安徽卫视国剧盛典年度最佳女配角奖
2013年，凭借《咱们结婚吧》夺得安徽卫视国剧盛典演技实力派女演员。2014年4月，参加湖南卫视首档明星姐弟自助远行真人秀节目《花儿与少年》。2015年2月28日，参加2015年中央电视台春节联欢晚会与众星共同表演《四世同堂合家欢》。7月16日参加大型校园校园体验节目《我去上学啦》。2016年主演电视剧《功夫婆媳》。2017年主演反腐剧《人民的名义》。
刘一米(姜帆 饰)
吉林大学的地质专业本科生，经过刻苦努力加入到了黄大年教授的团队中，受黄教授言传身教，也一直追随黄教授的科研脚步，见证了黄教授贡献毕生，教书育人的热情。
刘一米的饰演者姜帆介绍：
姜帆，1988年2月2日出生于辽宁鞍山，毕业于首都师范大学舞蹈系本科，中国内地女演员，海润影视艺人。
2008年姜帆参与《红楼梦》电影首部之作《九龙佩》。2010年出演电视剧《风云1911》。2011年在年代爱情励志电视剧《六块六毛六那点事》中饰精豆。2012年出演抗日战争剧《狼牙英雄》。2013年参演抗战题材剧《兵临村下》。2015年出演知青情感剧《遥远的距离》。2017年主演都市情感剧《养母的花样年华》。
卫宏远(房子斌 饰)
学术杂志编辑，有情有义有信仰，在黄大年回国教学后，怀着对黄大年老师的尊敬与崇拜，努力考取了黄大年的博士生，尊师重道，是黄大年老师的得力助手。
卫宏远的饰演者房子斌介绍：
房子斌，中国男演员，毕业于中央学院95级本科。
1999年，出演伦理剧《九九归一》，也是房子斌出道首部作品。2001年，参与悬疑犯罪电影《极度危险》的拍摄。2002年，搭档孙俪、佟大为主演《玉观音》。2004年，与刘佩琦主演平民情感剧《好好过日子》。2006年，主演家庭伦理剧《前妻》。2008年，在国家话剧院主演话剧《霸王歌行》饰霸王项羽。2010年，出演怀旧情感戏《请你原谅我》。2012年，拍摄爆笑都市生活剧《远亲近邻》。2013年，搭档李沁、李易峰、赵文瑄主演都市励志情感剧《千金归来》。
大年妹妹(杨雨婷 饰)
黄大年妹妹，知性温婉、善解人意，一方面她体谅哥哥一心扑在国家科研项目上的无私行为，一方面又心疼嫂子为了哥哥的事业牺牲颇多。
大年妹妹的饰演者杨雨婷介绍：
杨雨婷，1978年9月出生于河南，汉族，内地女演员，毕业于中央戏剧学院表演系95级本科班。
1998年，出演首部电视剧作品《家事风云》。2000年，出演历史剧《大明宫词》。2004年，拍摄了由陈赓真实人物改编的作品《陈赓大将》。2008年，搭档丈夫房子斌出演以环保题材为主题的《家园》。2011年，参演年代剧《娘心计》。2012年，参演都市轻喜剧《劝和小组》。2013年，主演年代动作偶像剧《纵横四海》。2015年，参演古装电视剧《琅琊榜》。2016年，参演以二胎为题材的院线电影《二胎》和卧底题材热血大剧《卧底归来》。
程果(吴军忱 饰)
黄大年的崇拜者，一线技术员
程果的饰演者军忱介绍：
吴军忱，1975年6月8日出生于陕西省，中国内地影视男演员，毕业于中央戏剧学院表演系。
2015年，出演电视剧《九九》，在剧中饰演林老师。
彤彤(张佳宁 饰)
石小磊(高郡伟 饰)
刘夫人(杨丽萍 饰)
亨利(季马 饰)
艾文(迪玛 饰)
大年在国外时的助手
张宁(齐连春 饰)
会长(李旗山 饰)
宋坦(李文安 饰)
施露(王一琦 饰)
王毕可(胡连华 饰)
黄大年恩师
