《追捕告密者》主要演员表如下：
主演：
龙飞 由柳云龙饰演。他是功夫了得、推理精准的公安干警，善于从蛛丝马迹背后寻找真相，为了找出追捕告密者而展开了一系列调查。柳云龙是中国内地男导演、演员、制片人，1968年4月7日生于山东济南，毕业于北京电影学院表演系，曾凭借谍战剧《暗算》夺得第十五届北京影视春燕奖电视剧最佳男主角奖等荣誉，被称为“谍战教父”。
林胜奎 由张嘉译饰演。他是解放前有着超高智商的国民党监狱高级审讯员，被称为嗜血恶魔，内心强大，性格丰富。张嘉译1970年4月8日生于陕西西安，毕业于北京电影学院，曾凭借《蜗居》《借枪》等作品获得白玉兰最佳男演员奖、飞天奖优秀男演员奖等，完成了其演艺生涯的视帝大满贯。
孔雀 由刘孜饰演。她是特工，兼具美丽与智慧，内心复杂、严谨沉着，外表冷静却有着对革命和爱情的伟大信仰。刘孜出生于贵州遵义市，北京电影学院表演系硕士毕业，曾出演《神雕侠侣》《永远有多远》等作品，并担任过综艺节目《欢乐总动员》主持人。
应山红 由张溪芸饰演。她是新手干警，龙飞的助手，单纯直率但机智灵敏，与龙飞在追踪追捕告密者过程中产生感情纠葛。张溪芸1979年7月25日出生于河北省唐山市，毕业于中央戏剧学院，曾出演《一路格桑花》《唐朝浪漫英雄》等作品。
鸽子 由王丽坤饰演。她本是潜伏的地下党特工，与龙飞假扮夫妻，之后成为革命情侣，外表清秀、内心温婉。王丽坤出生于内蒙古赤峰，毕业于北京舞蹈学院中国舞本科班，曾出演《七剑下天山》《美人心计》等作品，并获得第22届北京大学生电影节最受欢迎女演员奖等荣誉。
其他演员：
红隼 由吕夏饰演；李曼丽 由孟广美饰演；郑拓 由于洋饰演；宝宝 由樊帆饰演；老张 由李冰饰演；小刘 由封柏饰演；小汪 由毕英杰饰演；小蔡 由曲阳饰演；吴吹水 由徐程饰演；老左 由石燕京饰演。
