陈四扬（范明 饰）

　　我党地下工作者，在直接领导人曹梦飞牺牲后，与党失去了组织联系。但他始终坚持自己的信仰，凭借对敌特组织的熟练和对党的忠诚数次在关键环节上取得突破，并自始至终与周默特务组织周旋角斗，在执行任务中经受住党的考验，重归党的怀抱了。

　　苏闵（车永莉 饰）

　　我党侦察分队侦察员，陈四扬的"助手”担负着协助陈四扬工作和监视陈四扬的一举一动的双重工作，记忆力过人。对陈四扬经历了怀疑、信任、又怀疑又佩服的不断反复的的过程，在与特务分子最后战斗中，渐渐了解了陈四扬，为保护陈四扬牺牲。

　　崔亭山（张秋歌 饰)

　　侦察分队长，有经验有智谋的指导员。老到深沉，工作周密细致。对陈四扬信任，但又不失原则，一切服从专案的需要，在原则面前铁面无私，极为果断。

　　三妮（史可饰）

　　陈四扬的妻子，表面大咧，有“市井气”但内心细致。爱陈四扬胜过爱自己和生命，胆大过人。从济南老家到处寻找陈四扬，无意参与到专案中。

　　曲霞（丁柳元饰）

　　打入敌人电讯处内部的谍报员——不但怀着孕与爱人分离两岸，而且在暴露就义前的一刻还在一边不停地发送着重要情报给海峡那边的丈夫。

　　周默（陈昭荣 饰）

　　务头子，天籁行动的总指挥，陈四扬过去的同事。办事缜密，忠于党国，善抓队伍，把天津乃至华北的特务组织都网罗在其麾下，做事干练、坚决，他的命令不能违抗，为达目的，不择手段。最终被陈四扬逮捕。

　　罗京华（萧蔷 饰）

　　生长在国民党老牌中统特务和特殊家庭，性格怪异，有一套畸形的生活方式。交际花，性情放荡，有众多男友，周默也是她的情人。行为难测，使专案侦察工作一度走了弯路。