張若昀飾演方天翼，文章飾演羅斌，李漫飾演玉梅，劉小鋒飾演廖思成，吳婷飾演顧婷，章雯淇飾演白緯玲大島，潘泰明飾演上官靜菊，李卓林飾演山口壹男，喬鵬嶽飾演王富貴，杜玉明飾演洪寶順，陸方生飾演松本美次。
李羲兒飾演和松本雅子，孫晨耀飾演，耿長俊飾演松下健二，鄭宇峰飾演胡軍，侯俊傑飾演姚，董馳飾演張士卿，吳承鉉飾演王文淵，範穎飾演沈寒，牛樸飾演周默豪，馬偉俊飾演健二，侯傳祺飾演顧翰森，楊帆飾演劉根標。
沈君宜飾演段宏章，範櫻飾演沈晗，呂壹丁飾演錢石成，楚風飾演淺田真雄，CICI飾演劉嘉穎，趙家林飾演阪田佑之，張乃天飾演葉山，張瑞拉飾演上官林靜，李鎮奇飾演大島茂，錢智飾演朱子瑜，曾藝偉飾演小野神太郎。
黑狐主要角色介紹:
演員:愛國商人顧翰森的養子，廖思成和羅的哥哥，軍事特工。方天翼的出色表現讓戴笠佩服不已，他用“黑狐”這個代號殺鬼子漢奸，極大地打擊了敵人的士氣。上原健二的學生松下健二必須找出“黑狐”的真實身份。在方天翼與玉梅接觸的時候，她逐漸愛上了玉梅。
《玉梅》演員李曼:北洋老寡婦段宏章，疼愛女兒，是個雙面間諜。她是端莊大方的職業女性，也是成熟迷人的“交際花”。有時候她變成了壹個清純美麗的女護士，聰明漂亮。她在許多任務中與劇中的男主角方天翼接觸，並發展成戀愛關系。後來，她為了救她的情人方天翼·伊美·顧婷不幸犧牲。
玉梅犧牲後的第二天，方天翼只身闖入南京，與差點喪命的殺手松下健二為妻子報仇。直到這部戲結束，方天翼壹直沒有結婚。