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狄仁杰 演员： 黄宗泽 （查看黄宗泽 演过的其他电视剧）
县令狄知逊之子，外表俊朗，博学多才，文武双全。性格桀骜不驯，睿智机敏，处事缜密细心，擅从微小细节中洞察全局。临危不俱，常处处化险为夷。 -
童梦瑶 演员： 孙骁骁 （查看孙骁骁 演过的其他电视剧）
狄仁杰的青梅竹马，俏皮活泼，天真无邪，虽不会武功，但却聪明机智，跟着狄仁杰浪迹天涯，遇上元芳后对其一见钟情。 -
王元芳 演员： 马天宇 （查看马天宇 演过的其他电视剧）
尚书王佑仁之子，当朝郦妃的胞弟，京城四少之首。翩翩佳公子，能文善武，是个恃才傲物的天之骄子，最初一心与狄仁杰一争高下后与之结为生死之交，一直在旁协助他。 -
李婉青 演员： 戚薇 （查看戚薇 演过的其他电视剧）
相貌清丽，超凡脱俗，医道高超，善于验尸，是个身世扑朔迷离的女子。与狄仁杰、王元芳、童梦瑶结伴四处游历，屡破奇案。 -
武媚娘 演员： 林心如 （查看林心如 演过的其他电视剧）
外貌娇媚，机智聪颖，与李治皇帝生死相许，进入王府后，处世小心谨慎，后成为一代女帝王。 -
李治 演员： 袁弘 （查看袁弘 演过的其他电视剧）
唐朝皇帝，掌管一切朝中事物。优柔寡断、重情重意，深爱武媚娘，欣赏狄仁杰的足智多谋，尽心为保全大唐江山劳心费力，是一代明君。 -
褚尚元 演员： 李佳航 （查看李佳航 演过的其他电视剧）
朝中一品重臣褚遂良之子，不但是当朝文科榜眼，而且能文能武，嚣张中透着一股傲气。 -
李润南 演员： 张睿 （查看张睿 演过的其他电视剧）
文雅书生，号称“香饽饽”一枚，翩翩佳公子，女人缘极好，惹得两位豪门千金为其争风吃醋，大打出手。 -
吴芊芊 演员： 孙耀琦 （查看孙耀琦 演过的其他电视剧）
为狄仁杰一行途中所遇的身份神秘难测的女子，善于用天真可爱的外表迷惑众人。 -
神姬 演员： 热依扎 （查看热依扎 演过的其他电视剧）
与文雅书生李润南纠缠不清，身份神秘的女子。 -
杜静秋 演员： 梁又琳 （查看梁又琳 演过的其他电视剧）
当朝太傅的孙女。 -
王佑仁 演员： 施大生 （查看施大生 演过的其他电视剧）
刑部尚书，安王妃的父亲，位高权重，老谋深算，工于心计，为得皇位不择手段，阴险毒辣到令人发指。 -
徐昭媛 演员： 李雯雯 （查看李雯雯 演过的其他电视剧）
李治的妃子，深得皇帝宠信，使尽招数与武媚娘争宠。
