《神探狄仁杰2》由《关河疑影》、《蛇灵》和《血色江州》三个扑朔迷离、惊险离奇的故事组成。《关河疑影》发生在武周年间。契丹犯境，烽烟迭起。武则天（吕中饰）任命狄仁杰（梁冠华饰）为河北道行军大总管，调查边情战事失败原因。《蛇灵》讲述蛇灵逆党兴风作浪再起波澜，一场刺杀与保卫的 激烈较量由此拉开战幕。《血色江州》讲述江州血案不断发生，狄仁杰与护卫李元芳（张子健饰）如何树藤摸瓜，挖出真正为害人民的恶魔的故事。
梁冠华 卫小雨 韩童生 黄海冰 张笑君 牛丽燕 魏辰妃 高昂 张光北
蔡明 方青卓 盖丽丽 葛优 大力 侯耀华 李耕 李嘉存 李婉芬 梁冠华 马晓晴 唐爱梅 田岷 谢园 臧金生 张潮
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
徐秀林 吕中 何赛飞
马东延 印小天 张光北 韩雪 韩龙瑄 张博 冯恩鹤 赵君 吕中 李勇 金晶 李羲儿 杜雨露 王海涛 时光 王超帏 袁晓旭 张紫琦
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
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
姜昕言 李全忠 原瑾泓 马世红 郝岩 吴倩 马晨
吴樾 于娜 侯勇 王绘春 宁静 姜昕言 商蓉 陆诗雨 刘沙 沉浮 杨健广 杜旭东 熊英 于艳 邓淑丽 董娴
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
梁冠华 淳于珊珊 赵军凯 吕中 张美娟 赵志刚 宋楚炎 须乾 龙沐春 杨增元 芒莱 王心圣 邵万林 舒砚 张子健 季军 邓小鸥 乔于庭 姜晓贝 冯宪珍 蒋昌义 姜昕言 严燕生 于连伟
王鹤棣 田曦薇 刘奕君 晏紫东 岳旸 张晓晨 毛晓慧 范帅琦 刘美含 张淼怡 丁笑滢 闫佩伦 王润泽 王伊瑶 康亢 张宸逍 李梦颖 姚一奇 姬晓飞 宋涵宇 魏子昕 倪虹洁 范世錡 刘钧 冯晖 刘冠麟 姜贞羽 杜淳 何润东 邱心志 陈小纭 李洪涛 陈意涵
黄景瑜 孙千 施诗 王天辰 肖凯中 管梓净 贝勒 安唯绫 李嘉琦 何泓姗
杨紫 李现 魏哲鸣 张雅钦 涂松岩 管乐 许龄月 沈梦辰 佟梦实
刘洪沂 李绪良 程鹏 马圆圆
未知
方力申 尤勇智 钱勇夫 高天 米可 鲍天琦 刘南 王冠淇
麦德罗 惠英红 林伟健 李莉莉 白彪 黄家驹 郭广平
苏可 李梅可 牛群 熊睿玲
李成才
演员：王鹤棣 田曦薇 刘奕君 晏紫东 岳旸 张晓晨 毛晓慧 范帅琦 刘美含 张淼怡 丁笑滢 闫佩伦 王润泽 王伊瑶 康亢 张宸逍 李梦颖 姚一奇 姬晓飞 宋涵宇 魏子昕 倪虹洁 范世錡 刘钧 冯晖 刘冠麟 姜贞羽 杜淳 何润东 邱心志 陈小纭 李洪涛 陈意涵
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演员：黄景瑜 孙千 施诗 王天辰 肖凯中 管梓净 贝勒 安唯绫 李嘉琦 何泓姗
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演员：杨紫 李现 魏哲鸣 张雅钦 涂松岩 管乐 许龄月 沈梦辰 佟梦实
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