项少龙 (陈翔 饰)
来自2050年的天才宇航员项少龙开飞船搭客旅游时，不经意越时空回到2000多年前的战国时代，卷入质子回秦和各国权臣阴谋诡计中，并偶遇古代少女星云，在战国时代书写一段传奇故事。
项少龙的饰演者陈翔介绍：
陈翔，1989年12月13日出生于甘肃省天水市，中国内地流行乐男歌手、影视演员，毕业于四川文化艺术学院。2010年，参加湖南卫视选秀娱乐节目《快乐男声》的比赛，最终获得成都唱区冠军、全国总决赛第五名，从而正式进入演艺圈;同年，推出首支个人单曲《烟火》。2011年，推出首张个人EP专辑《初告白》;随后，获得“劲歌王金曲金榜”最有前途新人奖、网络人气男歌手奖。2012年，获得“第19届东方风云榜颁奖盛典”东方新人奖、“MusicRadio中国TOP排行榜”内地年度最受欢迎新人奖;同年，主演青春校园微电影《暴走》。2013年，主演都市情感商战剧《步步惊情》;同年，推出第二张个人EP专辑《漂》。
2014年，获得“Music Radio中国TOP排行榜”内地校园人气男歌手奖;同年，推出第三张个人音乐专辑《破茧而声》。2015年，在爱情穿越剧《相爱穿梭千年》中饰演男二号王莽;同年，主演青春励志剧《旋风少女》。2016年，推出首张个人音乐专辑《旋风》。2017年，在古装穿越剧《寻秦记》中饰演男主角项少龙;同年，获得“第17届音乐风云榜年度盛典”年度最佳跨界偶像奖。
星云 (郭晓婷 饰)
一个墨家女弟子，有兼爱非攻的思想，纯懵懂的“星云”遇见项少龙后情窦初开，而患有心悸之症的她，也因动情而心痛，所以爱情对她而言既美好又痛心。之后为寻找治疗心悸症的解药，星云和项少龙将共同经历很多冒险，两人的感情也将在其中得到升华。
星云的饰演者郭晓婷介绍：
郭晓婷，1993年1月2日生于上海市长宁区，就读于上海戏剧学院，中国内地影视女演员。1999年，凭借偶像剧《真情告白》而步入演艺圈。2009年，因出演古装玄幻剧《仙剑奇侠传三》而崭露头角。2010年，参演女性情感励志剧《天涯织女》。2011年，凭借宫廷剧《步步惊心》获得关注。2015年，出演都市家庭轻喜剧《虎妈猫爸》;同年，她还主演年代悬疑侦探剧《昙花梦》。2016年，除了出演古装玄幻剧《仙剑云之凡》;她还凭借古装剧《少林问道》获得更多关注。
2017年，她出演的都市情感剧《一树桃花开》、现代偶像剧《那片星空那片海》相继播出;随后，她主演的古装穿越网剧《寻秦记》开机拍摄。
赵盘/秦王 (牛子藩 饰)
赵盘是未来的秦始皇，他罗雪貂裘富贵风流，却是邯郸城内人人避之不及的浪荡儿。他内心清亮，却一直试图用放荡不羁来保护自己。天生贵胄，却对精灵古怪的平民女子星云一见钟情，始终默默守护，并为她多次身犯险境，无怨无悔的付出令人感动。
赵盘/秦王的饰演者牛子藩介绍：
牛子藩，1994年8月27日出生于北京，中国内地男演员，毕业于上海戏剧学院2012级表演系本科。2015年，出演个人首部电视剧电影《足球之恋》，从而正式进入演艺圈。2016年，出演都市剧《典当行》;同年，在网络剧《不负如来不负卿》饰演男主角罗什。2017年，主演古装穿越网剧《寻秦记》。同年，牛子藩在年代谍战剧《风声》中饰演白小年一角。
乌廷芳 (夏楠 饰)
乌家堡的掌上明珠，驾马驰骋不在话下，射箭技术更是百步穿杨。因从小倍受宠爱所以任性率真、敢爱敢恨，泼辣之中又不乏细腻，对爱情执着。与项少龙在打闹中暗生情愫，却爱而不得。
乌廷芳的饰演者夏楠介绍：
夏楠，中国内陆演员，毕业于上海戏剧学院，参演了《小丈夫》，饰演贾婷婷一角。
赵倩 (陈晨 饰)
赵国公主赵倩，温柔高贵，却对项少龙一往情深，甚至不惜牺牲自己。
赵倩的饰演者陈晨介绍：
陈晨，中国内地男演员，出生在一个艺术家庭，拍摄《亲亲我老师》开始出道，后参加过《小龙人》、《金猴小队》、《这里盛产金苹果》的拍摄。
连晋 (赵振廷 饰)
绰号「红缨公子」，虽仪表与剑术不凡，但是心胸狭小、个性阴险，原本是一名潇洒剑客，默默守护乌廷芳，却因为项少龙的突然出现，打破这一切。为与项少龙争夺乌廷芳，他不择手段。
连晋的饰演者赵振廷介绍：
民生银行IN卡形象代言人，央视“剑南春之歌”主演。是国内近期出道的最具综合实力的流行音乐歌手。2017年，出演新版《寻秦记》。
赵雅 (陈秀丽 饰)
赵雅的饰演者陈秀丽介绍：
陈秀丽，1977年6月30日出生在中国福建，后移民马来西亚，演员、主持人。
1997年，在新加坡拍摄电视剧处女作《不老传说》，担任主演。同年参加第五届新加坡才华横溢出新秀大赛并获得冠军和最上镜新秀两个奖项。2000年出演武侠剧《笑傲江湖》，2001年出演奇幻剧《迷幻特警》 ，两次提名新加坡新传媒红星大奖最佳女配角。2002年陈秀丽出演古装武侠剧《倚天屠龙记》，饰演了小昭这一角色，开始往内地方向发展。2005年8月，与陈浩民合作出演历史剧《大清后宫》。11月陈秀丽再次与苏有朋合作古装爱情剧《刁蛮公主》的拍摄。
2006年6月18日陈秀丽与台湾人刘杰克结婚。2009年陈秀丽生了一对女儿，暂时放弃了演艺事业，过着相夫教子的生活。2012年，产后复出，签约了内地经纪公司拉风娱乐，复出后接拍了首部宫廷剧《深宫谍影》。4月，出演台湾导演张孝正执导历史剧集《唐宫燕》。2014年出演由梁辛全执导的神话剧《新济公活佛》。2015年参与演出刘嘉靖执导的古装喜剧电影《济公》。
质子政 (周文韬 饰)
秦国送往邯郸的质子嬴政，前期可谓是谦谦君子，温润如玉。
质子政的饰演者周文韬介绍：
周文韬，9月17日出生于重庆市，毕业于北京师范学院。2011年担任华娱卫视主持人，曾主持《娱乐台势力》《华娱米饭》《爱尚女人香》。2015年签约为优酷艺人，担任《优酷全娱乐》《优酷最音乐》固定主持人;周文韬擅长大型晚会、发布会、综艺节目以及商演的主持工作，台风稳健玉树临风，临场应变能力强，凭借主持《优酷全娱乐》获得众网友好评 。
少原君 (袁野 饰)
少原君赵德，其父是被誉为战国四公子之一的平原君赵胜。为人狡猾自傲，整日打着已故父亲的名号肆意妄为，是一名不折不扣的纨绔子弟。但却也懂得审时度势，内心也有自己的小算盘。
少原君的饰演者袁野介绍：
袁野(Killy)，原名袁贵峰，1988年2月27日出生于浙江省杭州市，中国内地男歌手、演员、主持人，毕业于台州学院。
2007年，参加东方卫视选秀娱乐节目《我型我秀》的比赛，获得全国总决赛四强，从而正式进入演艺圈。2009年，参加浙江卫视《我爱记歌词》“超级领唱全国争霸”的比赛，从而成为浙江卫视中国蓝的专属艺人。2010年，参加浙江卫视选秀娱乐节目《非同凡响》的比赛，获得全国总决赛冠军。2011年，推出首张个人EP专辑《野孩子》;同年，出演个人首部电影《生日快了》。2012年，在话剧《爱情客栈》中担纲男一号。2013年，推出个人单曲《明明是你》。2015年，为电视剧《偏偏喜欢你》演唱片尾曲《对不起》。
展风 (吴奇隆 饰)
客串
展风的饰演者吴奇隆介绍：
吴奇隆，1970年10月31日生于中国台湾省台北市，华语歌手、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年拍摄武侠剧《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》获第18届白玉兰奖最佳男演员提名，并获得第18届上海电视节白玉兰奖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》、抗日剧《不可能完成的任务》，出品并主演了武侠剧《新白发魔女传》、《蜀山战纪之剑侠传奇》都市伦理剧《繁星四月》等戏剧。
赵穆 (于波 饰)
赵国权臣，表面身份是赵国的巨鹿侯，实际上是楚国春申君的私生子
赵穆的饰演者于波介绍：
于波，1976年07月22日生于辽宁沈阳，中国内地男演员，1996年，于波被选入钓鱼台国宾馆工作，1999年考入北京电影学院。
2001年，出演电视剧《萧十一郎》饰演反一号连城璧，2003年参演科幻传奇剧《少年王》;2004年主演奇幻武侠片《水月洞天》饰演男一号童博。2011年，主演航天电影《飞天》夺得第28届金鸡奖最佳影片。2011年8月，电影《忠烈杨家将》开机，于波在其中饰演杨二郎。并因此片获得获上海国际电影节成龙动作电影周“钢铁人奖”最佳动作男演员“提名。近年来，于波先后参演多部影片的拍摄，演绎经典角色，如：在《秀丽江山之长歌行》中，饰演更始帝刘玄;在《秦时明月》中饰演汉高祖刘邦。在《孤芳不自赏》中，饰演晋王司马弘。2017年，于波参演的《孤芳不自赏》、《寻人大师》、《将军在上》播出，同年，于波参与了、《新龙门客栈》、《寻秦记》、《芸汐传》、《战地迷情》等多部电视剧。
尘音 (左航 饰)
尘音的饰演者左航介绍：
左航，1995年6月14日出生于安徽省黄山市，中国内地影视女演员，毕业于山东艺术学院戏剧影视学院。2015年，出演个人首部电视剧《不可能完成的任务》，从而正式进入演艺圈。2016年，在都市情感剧《繁星四月》中饰演女二号闵四月;同年，主演都市科幻网络剧《我不是妖怪》。2017年，主演古装穿越剧《寻秦记》。
元宗 (杜奕衡 饰)
信陵君(言杰 饰)
荆俊 (梁霆炜 饰)
小杰 (李无忧 饰)
薛平 (赵无悠 饰)
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