| 角色 | 演员 | 配音 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 张利军 | 杨烁 | 军人后代，有血性，对人对事热情。技术型人才，为两弹一星付出心血从研究院一直到将军 | |
| 陆若文 | 苏青 | 资本家的千金，温柔善良。有着先进的思想理念和为祖国出力的信心和梦想。 | |
| 向晴 | 练束梅 | 留学归来的知识分子，大大咧咧，热烈真挚，做事由决心，敢爱敢恨 | |
| 孙俪 | 练束梅 | 向晴双胞胎妹妹，军人出身，性格和姐姐截然不同 | |
| 马朝阳 | 荆浩 | 农民家的儿子，憨厚老实，和有着共同志向的张利军、陆若文、向晴三人投身大三线 | |
| 高占武 | 任程伟 | 军人出身,对人对事有原则，爱憎分明。张利军、陆若文导师 | |
| 梁玉强 | 夏凡 | 做事低调、很殷勤周到，相当有城府。一直暗恋陆若文，最后和若文结婚 | |
| 刘连柱 | 倪大红 | 梁玉强师傅，技术高超，对徒弟要求甚高，厂里员工都很尊敬他 | |
| 叶萱 | 孔琳 | 高占武妻子，部队医院医生，一直撮合利军和向晴的感情 | |
| 司令员 | 高明 | 向晴父亲，部队司令级别，很是疼爱自己的女儿，有原则有理性 | |
| 张兰 | 刘希媛 | 马朝阳老婆，朝阳父母在她小时候给朝阳定的娃娃亲，对朝阳父母照顾备至 | |
| 向军医 | 岳红 | 向晴母亲，军医 | |
| 陆乾 | 王庆祥 | ||
| 徐岩普 | 郭晓峰 | ||
| 乔部长 | 王劲松 | 导弹研究院乔部长 | |
| 张父 | 张志坚 | 张利军父亲 | |
| 于栈桥 | 曲国强 | 基地厂长 | |
| 胡风 | 戴墨 | 张利军、马朝阳室友，基地研究员 | |
| 张根发 | 陈良 | 高占武警卫员、干事 | |
| 徐岩普 | 郭晓峰 | 基地书记 | |
| 乔美娟 | 丁玥元 | ||
| 吕青 | 杨旸 | ||
| 贺副书记 | 王建军 | 北京来的书记，反派任务，阻挠导弹研发 | |
| 葛峰易 | 张志宏 | 基地后勤科长 | |
| 任科长 | 张国庆 | 基地后勤科长 | |
| 胡处长 | 郭东文 | ||
| 陈佳丽 | 赵妮娜 | 国民党特务 | |
| 陆小妹 | 谢欣贝 | 陆若文妹妹 |
