肖途（李九霖饰）男主角，代号“胡蜂”，原型为历史人物袁殊。表面上的身份是“亚辉通讯社”副社长，日本驻沪领事馆总领事武藤志雄的得力助手，实际是中国共产党地下党员，兴荣帮成员，抗战期间在上海从事潜伏工作，战后被国民政府扣上汉奸的身份入狱，刑满释放后与“未婚妻”陆望舒结婚，婚后育有一子。在老年之际，因为中共地下党员“第三号”的帮助，肖途夫妇的党员身份得到证明，终于恢复清白。

陆望舒（陆婷玉饰）女主角，代号“夜莺”，肖途的妻子。原型为历史人物关露。表面上是“亚辉通讯社”的美女记者，实际是一名坚定的中国共产党地下党员，在“胡蜂”（肖途）下落不明后进入上海潜伏，开展工作。肖途回归后，两人作为搭档继续潜伏，陆望舒成为了肖途的“未婚妻”，战后两人因生死患难产生了真挚的感情，望舒嫁给肖途，结为了真正的夫妻，并为肖途生下一子。

庄晓曼（田倚凡饰）汪伪政府特务科高级情报员。真实身份为国民政府军统上海站特工“飞鹰”。多次与肖途在任务上产生交集，最后成为一名中国共产党地下党员。在解放战争结束后，随国军迁往台湾，在台湾遇险后被美籍华人所救，最终前往美国生活。

方敏 （安泳畅饰）中共“第三号”。方汉洲之女，肖途学生时代最好的朋友。后来成为一名坚定的中国共产党地下党员，以“第三号”身份潜伏在国民政府军统当中，为组织做出巨大贡献。默默守护着所爱的人，暗中保护着肖途夫妇生命和珍贵党员档案资料，若干年后为肖途的清白提供了最有力的证明5。

武藤纯子（潘铭允饰）日本帝国驻上海总领事武藤志雄之女，历史老师。善良单纯，热爱和平。目睹日本发动战争给中国人民带来苦难的真相，根据肖途的口述，最后回到日本完成了历史回忆录《时代的虚言》。