《神探狄仁杰》由《使团惊魂》、《蓝衫记》和《滴血雄鹰》三个各自独立又息息相关的故事组成。《使团惊魂》讲述武周年间，突厥战争结束，举国上下迎接突厥议和使团的到来。然而就在使团逗留期间，京城接连突发了几件举国震惊的大案。严峻的内忧外患令武则天（吕中饰）忧思如焚，急调狄仁杰（梁冠华饰）进京火速破案。《蓝衫记》中狄仁杰与护卫李元芳（张子健饰）正在乡间暗查民情，然而一起一天内连发两起命案的案件引起了他们的注意。《滴血雄鹰》则由一幅用鲜血图画的滴血雄鹰引出。
李玥 姚笛 梁冠华 王志飞 李丞峰 尹国华 杨冬 一真 王芳政 王焕鑫
柳云龙 苏青 梁冠华 李立群 钱波 张弓 亓航 刘名洋 申军谊 雷汉 石兆琪
范伟 黄渤 刘桦 代乐乐 莫小奇 刘亚津 梁冠华 韩童生
汤唯 朱亚文 邓家佳 乔振宇 王学圻 张艺兴 俞灏明 吴越 梁冠华 栾元晖 李昕亮 苏可 师悦玲 孙耀琦 赵樱子 唐鉴军 孙骁骁 隆妮
于和伟 刘威葳 赵亮 邵汶 吕中 刘钧 李颖 朱子岩
于和伟 周一围 李沁 胡军 刘小锋 叶大鹰 杨立新 陈创 梁大维 陈建斌 王劲松 袁文康 王宁 徐百慧 刘希媛 吴京安 郭晓峰 谷智鑫 张潮 李超 吕中 姬他 林栋甫 王仁君 张棪琰 文清 张逸杰 时光 荆浩 朱刚日尧
谭俊彦 冯绍峰 梁天 刘牧 季晨 杨幂 雷恪生 王虎城 何中华 王维维 贺生伟 李宗翰 陈宝国 王九胜 吕中 赵小锐 陈月末 张少华 福海 唐一菲 薛亦伦 艾东 李文玲
魏千翔 林依晨 冯绍峰 李东翰 陈晓东 蒋依依 郑晓宁 王峥 张国庆 宗峰岩 翟天临 何中华 徐福来 吕中 张籽沐 胡宇威 贺镪 余心恬 韩栋 郑伟 杨嘉旺 戴春荣 毛林林 李文玲 卢勇 冯丹菊 王笛 邓莎 高兰村 赵汉唐 崔曼莉 陈欣予
阎青妤 刘敏涛 张承好 陈道明 陈瑾 杜玉明 孔琳 李诚儒 马捷 段宇华 王伟光 刘斌 伊春德 丁勇岱 须乾 冯国强 曹力 张子健 钱志 李婷 冯丽丽 公磊 陶飞霏 柴鸥 高景文
王丽坤 李乃文 来喜 袁中方 王柠 仁龙 褚栓忠 黄小蕾 石燕京 黄宥明 张佳宁 徐蕾 叶一云 张建新 张宇菲 张子健 郑天玮 梁丽 徐阁 Gelu Sun
张子健 刘亚津
唐国强 宋佳伦 黄品沅 孙彬皓 黄品源 秦雪 任程伟 张子健 石铁英 张亚坤 文馨 马可悦 董日昇 Ye Zhang
文东俊 薛祺 鲍丹 孙煌辰 须乾
文东俊 鲍丹 薛祺 宋恺 孙煌辰 须乾
梁冠华 张子健 曲栅栅 须乾 严燕生 吕中 苑冉 李俊琪 刘蕾 戴云霞 铃木美妃 郑诚 傅隽 李士龙 王心圣 钱雁秋
王子文 贺刚 祝延平 张杰 温海波 恬妞 韩月乔 姜广涛 黄宥明 许绍洋 蒋梦婕 高宝宝 秦子越 王建新 郑子寒
叶璇 于震 朱时茂 郝平 叶筱玮 韩宇辰 张芝华 祝延平 赵思 汪晴 依灵 程琪
朱一龙 姜瑞佳 张文婷 马也 徐光宇 杨大鹏 范晋嘉 王思懿 祝延平 陈佩斯 海哈金喜 潘长江 刘亚津
黄一飞 卢野 多布杰 张宥浩 薛昊婧 陈冠宏 吕颂贤 向遨宇 祝延平
贺刚 淳于珊珊 钟卫华 六小龄童 杨增元 王心圣 张子健 刘德凯 戴云霞 钱雁秋 梁凯 黄小瑜 关悦 韩含 康楷 杨棋珺 钱冠荣 刘宣廷
张子健 淳于珊珊 钟卫华 陶慧娜 康楷 邱辉 李俊琪 梁缘 杨棋珺 钱雁秋 王领 王心圣 杨增元 龚志学 王腾龙 徐悦 韩含 钱冠荣 吕帅 赵军凯 高秋山
张子健 淳于珊珊 曲栅栅 于震 韩含 梁凯 张树平 靳德茂 钱雁秋 戴云霞
王涵 阳欣珂 吴纯一 蒋欣奇 谷乐晨 徐艺琳
刘涛 蒋欣 王子文 杨紫 乔欣 王凯 邓伦 杨烁 张陆 吴昊宸 祖峰 陈龙 靳东 张晨光 赵丽娟 王永泉 石云鹏 岳旸 赵千紫 宁文彤 刘敏涛
贡米 陈龙 恬妞 莫少聪 廖京生 彭丹 陈浩文 吕平滢 王婉娟 徐佳婧 郑凯 张旭 句号 雪村 范雷 陈诗丹 石兰 王岗 林妙可 杜若溪 武家辉
周星驰 黄百鸣 吴镇宇 乔宏 伍咏薇 黎姿 吴倩莲 钟丽缇 周华健 李蕙敏 雷宇扬 罗冠兰 杨宝玲 张国荣 泰迪·罗宾 罗家英 周文健 何超仪 彭丹 江希文 朱洁仪 陈绮明
丁子峻 罗家英 彭丹 任达华 伍咏薇
彭丹 梁汉文 樊亦敏
黄圣依 刘爽 杨子 李行亮 麦琳
黄圣依 杨子 李行亮 麦琳 刘爽 葛夕 胡彦斌 姜逸磊 黄执中 沈奕斐 侯佩岑 武艺
范明 谢园 岳红 马浩博 王佑硕 赵圆瑗 丁海峰 范雷 黑妹 来喜 孟霞 张彤 刘爽 韩烨 赵泽文 宋晓英 邵峰 何沄伟 谢孟伟 穆丽燕
范世錡 黄灿灿 徐峰 穆乐恩 李果 刘爽 笑赫 刘宇航
徐少强 李修蒙 蒋欣 马景涛 姜晓贝
赵岩松 张培 姜晓贝
梁冠华 吕中 张子健 须乾 祝延平 钱雁秋 蒋欣 彭丹 刘爽 姜晓贝 严燕生 赵军凯 张树平 韩振华 赵志刚 韩继明 李世龙 贺松寿 梅志刚 孔庆子 李海峰 卢明 陆继东 夏志平 韩木墩 潘耀初 符学斌
梁冠华 张子健 吕中 姜昕言 须乾 姜晓贝 乔于庭 赵志刚 严燕生 淳于珊珊
张东 陈张太康 李诗萌 季冠霖 张喆 梁晓强 宣晓鸣 商虹 张艺 钱文青 周莹 曾梦玉 羊仔 景向谁依 郭政建 严燕生 林强 王秋皓 杨洁 木易 柒夜
张子健 梁冠华 曲栅栅 苑冉 王智 刘亚津 严燕生 戴云霞 平田康之 铃木美妃
刘敏涛 李诚儒 于震 许还幻 刘桦 杜旭东 田岷 宁文彤 萧小华 雷恪生 马恩然 刘金山 王永泉 赵军凯
张子健 梁冠华 曲栅栅 苑冉 刘蕾 郑楠 钱雁秋 刘亚津 李羲儿 郑诚 苏皓 须乾 杨增元 王心圣 赵军凯
马伊琍 奚美娟 王新军 刘艺 娜仁花 高宝宝 傅冲 任伟 王杨美子 源唯杰 郭伟华 刘昌伟 姚侃 马军勤 张颖 李青青 董炳舜 吴志远 张树平 乔立生 宁小志 江平 徐洪浩 黄小锁 陈洪芹 韩建场 宋阳 龚庆 巢萍 吴联良 段飞 王斌 廖雨微 王岚昕
朱袁员 张树平 丁勇岱
刘艺 马伊琍 娜仁花 源唯杰 吴志远 奚美娟 江平 马军勤 刘昌伟 郭伟华 高宝宝 傅冲 巢萍 任伟 徐洪浩 王新军 姚侃 董炳舜 乔立生 张树平 王杨美子 李青青 韩建场
沈傲君 聂远 唐国强 张彤 潘粤明 秦岚 解月 赵倩 颜丹晨 岳跃利 冯国强 潘泰名 袁世龙 霍桠明 马可 马晓伟 徐少华 张山 韩振华 张世会 陆野 赵尔玲
张良 潘永 熊小田 张西河 姜文婷 韩振华
徐子力 杨祺如 郝劭文 魏晓璇 韩振华 陶虹 翁虹 李立群 孔连顺
胡歌 刘涛 刘敏涛 王凯 黄维德 陈龙 方晓莉 季晨 张晓谦 宝木中阳 王劲松 程枫 耿黎明 张震 周艺华 王虎城 李帅 倪土 王勇 路知行 钟卫华 张喆 李斌 周奇奇 李立宏 刘校妤 韩振华 杨晨 徐佳琦 刘冠霖 言杰 公方敏 王陈怡娴 李超 李朵 王燕阳 隋雨蒙 吴磊 岳俊岭 靳东 金丰 隋抒洋 符涛 高正 宣晓鸣 潘小样 卢杉 蒋林燕 郑毓芝 张巨明 丁勇岱 郭晓然 高鑫 王鸥 张棪琰 王永泉 谭希和 张哲瀚 范哲琛 孔笙 金雁 宁文彤 杨雨婷 刘奕君 蓝天 王宏 尹元章 叶丹 龙德 匡牧野 王侃
贾玲 郭京飞 金钟国 张赫 宋茜 刘玥霏 裘继戎 熊黛林 金圣洙 吉克隽逸 安七炫 陆毅 赵志刚 朴宰范 梅葆玖 蔡琳 陈湜 董艺
宁浩 宋洋 熊欣欣 董立范 张雨绮 朱江 刘晓晔 韩鹏翼 安藤政信 徐冲 刘桦 游本昌 赵志刚 侯祥 牟湘盈 高磊
于承惠 靳德茂 淳于珊珊 赵志刚 计春华 万琼 熊欣欣
朱旭 周任莹 赵志刚 张瑞阳
梁冠华 吕中 张子健 须乾 祝延平 钱雁秋 蒋欣 彭丹 刘爽 姜晓贝 严燕生 赵军凯 张树平 韩振华 赵志刚 韩继明 李士龙 贺松寿 梅志刚 孔庆子 李海峰 卢明 陆继东 夏志平 韩木墩 潘耀初 符学斌
杨立新 徐帆 王丽媛 李若思 何冰 黄素影 李世龙 田成仁 蒋雯丽 黄宏 宋丹丹 王刚 赵屹鸥 徐滔 陈小艺 刘仪伟
刘若英 王朝明 伍佰 陈昭荣 顾宝明 金士杰 钮承泽 林秀玲 王逸诗 魏伯勤 陈文茜 卢明进 周辰达 罗北安 蔡明杰 喻纯阳 喻家福 柯志煌 章克诚 徐文正 黄伟诚 蔡文雄 卢进丁 刘克峰 朱家麟 许应裕 李玉清 吴远定 施易男 卜学亮
徐峥 王刚 曾宝仪 祁艳 娄宇健 宋茹惠 魏宗万 王征宇 李建华 俞洛生 章苏国 王国京 李颖 尹明 郭军 韦弈波 宗峰岩 李芳 齐忠坤 李建阳 杨晓波 王宏 魏小海 王烛明 唐颖 韩木墩 赵乐 张文艺 赵恩全 董杰 张国庆 郭锡瑞 方野
王晶 陈炜 林子聪 张启乐 莫美林 孔琳 张卫健 文颂娴 郑皓原 李国华 吴庆哲 韩木墩
甘婷婷 潘长江 谭耀文 焉栩嘉 杨大鹏 刘一含 张辉 李倩 林江国 解惠清 张世 胡兵 刘昌伟 唐一菲 王艳 欧阳震华 韩木墩 刘东浒 娄宇健 金玉婷 胡奥
计春华 贾青 巩汉林 金珠 张立 王志刚 尚华 王建国 郭常辉 伍保国 施长金 方野 王正平 宋文娟 石天生 沈殿霞 张亚坤 韩英群 韩木墩 张文艺 陈娜 钟明和 褚柳生 贾韵彤 邱扬 孙长江 贾致刚 Yuwei Li 李志刚 孙修大
张植绿 马璐 陈俊杰 苏晗 朴宰用
未知
唐国强 许文广 王伍福 郭连文 何林翰 杨童舒 颜世魁 孙宁 郑锡龙 张宁江 崔一梁 郜峰 赵雍 谷伟 史鑫 沈保平 侯天来 华明伟 王铂清 曹克难 黄薇 温海波 由立平 陈燕民 王志刚 李亚楠 王辉 埃里克 王给力 傅雷泽 克西姆 墨弘 李琦 王艺潇 杜月刚 罗逸桥 佳妮
富大龙 邵峰 凌潇肃 刘一含
郭艳 李奔 高雨儿 伍嘉成 张元坤
张翰 贾青 陈乔恩 宋轶
赵垣又 路昕 鲜嘉臣 何思瑾
熊小小 闫范宇
张磊 李健 冯雷 赵晓锐 杨军 常玉平 尚国伟 时旭
彭炽权 黃伟香
演员：张植绿 马璐 陈俊杰 苏晗 朴宰用
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演员：
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演员：唐国强 许文广 王伍福 郭连文 何林翰 杨童舒 颜世魁 孙宁 郑锡龙 张宁江 崔一梁 郜峰 赵雍 谷伟 史鑫 沈保平 侯天来 华明伟 王铂清 曹克难 黄薇 温海波 由立平 陈燕民 王志刚 李亚楠 王辉 埃里克 王给力 傅雷泽 克西姆 墨弘 李琦 王艺潇 杜月刚 罗逸桥 佳妮
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