袁咏仪 饰 狄仁杰

实力派女星袁咏仪在剧中饰演一代名相狄仁杰，将这位足智多谋、刚正不阿的唐朝传奇人物演绎得入木三分。她在剧中运筹帷幄、决胜千里，展现出狄公权谋智慧的一面。

马伊琍 饰 武则天

内地当红女星马伊琍凭借在《还珠格格》中饰演紫薇一角而一炮而红，此次在大唐狄公案中饰演唐朝一代女帝武则天。她将武则天的权谋心术、胸怀谋略诠释得淋漓尽致。

罗嘉良 饰 李元芳

实力派男星罗嘉良在剧中饰演狄公的得力助手李元芳，他身手不凡、足智多谋，是狄公屡破奇案的左膀右臂。罗嘉良将李元芳的忠心耿耿、英勇善战刻画得深入人心。

李若彤 饰 婉儿

古装女神李若彤在剧中饰演狄公府中的丫鬟婉儿，她机灵聪慧、心地善良，是狄公身边不可或缺的伙伴。李若彤将婉儿的善良可爱、侠肝义胆演绎得十分动人。

严宽 饰 徐克邪

古装美男严宽在剧中饰演反派角色徐克邪，他武功高强、野心勃勃，是狄公破案过程中的主要对手。严宽将徐克邪的狠毒邪魅、运筹帷幄诠释得淋漓尽致。

释小龙 饰 林冲

武打童星释小龙在剧中饰演少林寺俗家弟子林冲，他武艺高强、正直侠义，是狄公破案过程中的助力。释小龙将林冲的武功盖世、嫉恶如仇演绎得颇具气魄。

张子健 饰 萧嵩

著名演员张子健在剧中饰演大理寺卿萧嵩，他阴险狡诈、贪得无厌，是狄公破案路上的绊脚石。张子健将萧嵩的贪婪腐败、卑鄙无耻诠释得入木三分。