张鲁一 饰 铁林：保密局职员，三兄弟中的老二，性格懦弱又渴望权力，在时代裹挟下逐渐迷失方向，是悲剧性人物的代表。
尹昉 饰 徐天：白纸坊警署警察，三兄弟中的三弟，热血冲动，因未婚妻贾小朵之死踏上追凶之路，在过程中逐渐成长。
万茜 饰 田丹：共产党员，冷静聪慧，怀揣着新世界的理想，在北平潜伏期间与徐天等人产生交集，成为推动剧情的关键人物。
二、重要角色阵容 李纯 饰 柳如丝：国民党高官之女，人称“柳爷”，周旋于各方势力之间，外表冷艳内心复杂，最终命运令人唏嘘。胡静 饰 刀美兰：小朵的母亲，金海的心上人，温婉坚韧，在乱世中守护着家人，是剧中温暖的底色。
秦汉 饰 沈世昌：华北剿总副司令，老谋深算，试图在国共之间投机，是剧中主要的反派角色之一。
赵峥 饰 冯青波：保密局情报人员，田丹的昔日恋人，立场坚定却情感挣扎，是田丹在北平的主要对手。
周冬雨 饰 贾小朵：徐天的未婚妻，单纯善良，她的意外死亡是剧情的重要导火索，虽戏份不多却贯穿始终。
王劲松 饰 关宝慧：铁林的妻子，出身旗人家庭，性格泼辣，对丈夫既依赖又不满，是底层人物的真实写照。
洪洋 饰 燕三：徐天的同事兼好友，忠诚可靠，一路陪伴徐天追凶，是剧中的“气氛担当”。
此外，该剧还有张瑶饰 顾小宝、宋丹丹饰 宋观望、李成儒饰 丁老师等众多实力演员加盟，共同构成了鲜活立体的北平众生相，为观众呈现了一幅时代洪流中的人性画卷。