Võ Hoài Nam vai Chiến
Trong phim, Võ Hoài Nam vào vai chiến sĩ cảnh sát đẹp trai, dũng cảm, mưu trí, tốt bụng. Vì nhiệm vụ, Chiến liên tục mặc thường phục, thậm chí giả côn đồ thâm nhập hiện trường để truy tìm tội phạm. Trong những tập cuối của phần một, Chiến hy sinh khi đỡ đạn cho đồng đội khiến khán giả tiếc nuối.
Võ Hoài Nam sinh năm 1965. Ngoài vai Chiến trong Cảnh sát hình sự, anh còn đảm nhận vai Trọng trong phim Vua bãi rác - vai diễn mang về cho anh giải "Diễn viên trẻ xuất sắc" tại Liên hoan phim châu Á - Thái Bình Dương lần thứ 47 tại Busan, Hàn Quốc năm 2003. Anh cũng tham gia Chuyện phố phường, Truyền thuyết tình yêu thần nước...
Võ Hoài Nam trải qua những năm tháng thơ ấu đầy tổn thương khi bố mẹ ly hôn, cuộc sống với bố và người mẹ kế không như ý khiến anh bỏ nhà đi bụi, sống cảnh đầu đường xó chợ. Năm 18 tuổi, Võ Hoài Nam đi bộ đội. Rời quân ngũ, anh đi xuất khẩu lao động ở Nga nhưng bị trục xuất về nước vì đánh nhau. Về nước, anh theo học tại Nhà hát kịch Trung ương. Năm 1991, Võ Hoài Nam được đạo diễn Hà Sơn mời tham gia vai chính trong phim nhựa Truyền thuyết tình yêu thần nước, mở ra con đường điện ảnh, truyền hình của anh.
Từ năm 2007, anh rời xa nghiệp diễn. Năm 2011, Võ Hoài Nam trở lại với phim Song hùng kỳ dị của đạo diễn Nguyễn Duy Ngọc Võ nhưng không gây chú ý.
Hoa Thúy vai Hiền
Hiền là đồng nghiệp sát cánh bên Chiến trong nhiều chuyên án. Họ nảy sinh tình cảm trong quá trình cùng nhau làm nhiệm vụ. Cuối phần một, Hiền đau đớn khi phải chứng kiến cái chết của Chiến, chỉ vài ngày trước khi họ dự định làm đám cưới.
Diễn viên Hoa Thúy học hát chèo tại Cao đẳng Nghệ thuật Hà Nội nhưng sớm bộc lộ khả năng diễn xuất và đi theo con đường của diễn viên truyền hình. Chị góp mặt trong các phim Xin hãy tin em, Cuồng phong...
Năm 18 tuổi, Hoa Thúy kết hôn với diễn viên Tùng Dương và sinh con. Họ chia tay sau ba năm chung sống. Năm 2010, Hoa Thúy đi bước nữa với một người hơn 18 tuổi. Họ có với nhau hai bé trai.
Hiện chị công tác tại Nhà hát Tuổi trẻ, tham gia nhiều vở diễn như Vòng phấn Kavkaz, Thủ phạm là ai, Mùa hạ cuối cùng... Hoa Thúy vẫn liên tục hoạt động trong điện ảnh với các phim Chuyện của Pao, Bi, đừng sợ...
Hoàng Hải vai Minh
Minh cũng là chiến sĩ trong đội của Chiến và Hiền. Trong phim, vì dành thời gian, tâm huyết cho công việc mà Minh đánh mất hạnh phúc riêng.
Tốt nghiệp Đại học Sân khấu Điện ảnh, Hoàng Hải về công tác tại Nhà hát Kịch Hà Nội. Sau đó, anh cùng gia đình vào Đà Nẵng sinh sống, trở thành thành viên Đoàn Ca múa Đà Nẵng. Công việc không thuận lợi khiến anh từng có thời gian nghỉ đi buôn lợn, làm nghề lái xe... Tình cờ, anh được mời đóng phim trở lại. Từ đó, Hoàng Hải liên tục xuất hiện trên màn ảnh. Ngoài vai diễn trong Cảnh sát hình sự, anh còn được biết tới qua các phim Bí mật tam giác vàng, Đường lên Điện Biên, Đường đời...
Nguyễn Văn Báu vai Khắc Trường
Khắc Trường là Thủ trưởng của Chiến, Hiền và Minh. Anh là một con người nghiêm nghị, bình tĩnh, sáng suốt và hết lòng quan tâm tới anh em.
Nguyễn Văn Báu quen mặt trong nhiều phim như Lời sám hối muộn màng, Bí mật của những cuộc đời, Chạy án, Bí mật tam giác vàng, Sát thủ online... Nam diễn viên thường đảm nhận vai lãnh đạo trong ngành công an với vẻ nghiêm khắc. Ngoài đời, Nguyễn Văn Báu là người hiền hậu, vui tính, gần gũi.
Di Ca