心理師夏木扮演者喬振宇
《心理師》夏木是一個資深心理醫生和催眠師，生活中是提前過起退休生活的無趣大叔。而唐藝昕飾演的歐陽欣是一個有着雙重人格的綁架案嫌犯，疑似精分患者，時而是哲學家，時而是貪玩的精神病患兒。
《心理師》夏木扮演者是喬振宇。喬振宇，中國內地男演員，1978年11月1日出生於廣西壯族自治區桂林市，1999年畢業於北京舞蹈學院中國民族舞劇系古典舞表演專業。2000年參演電影《龍騰虎躍》出道；2002年因成功塑造電視劇《雪花女神龍》中清傲詭譎的歐陽明日而嶄露頭角；2004年參演徐克監製的大型武俠電視劇《七劍下天山》。
2008年主演譚友業執導電視劇《浣花洗劍錄》和《書劍恩仇錄》，2013年主演古裝大戲《古劍奇譚》和《華胥引》之《一世安》單元，分別飾演歐陽少恭和青年蘇珩；2014年主演了民國三部曲《浴血重生》、《大世界》和《曇花夢》，並於同年憑藉電視劇《烽火佳人》中飾演的周霆琛一角獲得上海電視節白玉蘭獎最具人氣男演員獎。2016年與馬可聯合主演青春歷史傳奇電視劇《思美人》，在其中飾演充滿傳奇和悲涼色彩楚懷王。
心理師歐陽欣扮演者唐藝昕
《心理師》歐陽欣是夏木所擁有的另一人格，和夏木本身性格有着很大的差異，她惡毒真實身份一直是個謎團。
《心理師》歐陽欣扮演者是唐藝昕。唐藝昕，1989年12月9日出生於四川省遂寧市，中國內地女演員。2010年畢業於重慶大學美視電影學院表演系。2011年，唐藝昕參與鄭曉龍導演執導的《後宮·甄嬛傳》，開啓了演藝生涯。2013年，她在周星馳執導的《西遊·降魔篇》中出演小師妹雲蕾，同年參演了許鞍華導演的《黃金時代》。
2014年在大熱劇集《活色生香》中特別客串，並繼《加油愛人》、《幸福愛人》後在《幸福滿堂》中再度擔當湖南衛視定製劇女主角。2015年參演的電影《年少輕狂》於11月13日上映。2016年參演《誅仙》改編電視劇《青雲志》。
心理師高楓扮演者戚跡
《心理師》高楓的飾演者是戚跡。戚跡，1982年12月30日出生於遼寧省大連市沙河口區，中國內地影視男演員，畢業於北京電影學院表演系2001級。2005年，在古裝武俠劇《淚痕劍》中飾演卓青，從而正式進入演藝圈；同年，主演年代情感劇《金色年華》。2006年，主演都市情感劇《浪擊天涯》。2007年，出演個人首部電影《棒子老虎雞》。2008年，主演古裝劇《根在中原》。2010年，出演古裝神話劇《天地姻緣七仙女》。
2011年，在古裝情感劇《錯點鴛鴦》中飾演男主角石無忌。2012年，主演古裝喜劇電影《河東獅吼Ⅱ》。2013年，在都市情感劇《新閨蜜時代》中飾演成曉峯。2014年，在民國情感劇《錦繡緣華麗冒險》中飾演前田瀧一。2015年，簽約坤傑影視，成爲旗下籤約藝人。2016年，主演犯罪懸疑網絡劇《美人爲餡》。
心理師丁狄傑扮演者張煜楓
《心理師》狄傑扮演者張煜楓畢業於北京電影學院06表演系，2007年正在北京電影學院學習的張煜楓參加了當年的加油好男兒選秀活動，在合肥賽區3000名比賽選手中脫穎而出，與李子峯等三人一同進入廣州賽區的總決賽。2010年創作發佈首張EP《守護》出道，同年獲得蒙牛酸酸乳音樂夢想學院全國20強。音樂出生的他隨後卻走上了演藝之路。
2012年，張煜楓參演楊世光執導的電影《烽火平型關》，劇中飾演男二號孟龍。2013年，張煜楓接連出演《烈火鳳凰》、《大清寶典》、《卿本佳人》等電視劇，2016年開始張煜楓挑戰不一樣的反面角色，《SCI迷案集》中大反派，《心理師》中心理病人等，最新作品是懸疑偵探喜劇電視劇《龍探社》。
心理師丁南宮筠扮演者屈玥
《心理師》實力派演員屈玥首次搭檔喬振宇，出演其前妻“南宮筠”，兩人在戲中將擦出怎樣的火花也讓不少粉絲直呼期待。屈玥在《心理師》中飾演的“南宮筠”作爲“夏木”的前妻，不僅是一名神經精神病學副教授，還是一位優秀的臨牀醫師，在專業領域絕對稱得上是“精英”。
首次出演這類題材的屈玥也表示自己做了很多功課，“因爲劇中涉及到心理學專業的臺詞比較多，爲了能更好地呈現出這個角色的專業性，我在拍攝前惡補了不少相關的心理學知識。”
心理師天才鋼琴家扮演者李昶
《心理師》是李昶首次出演懸疑劇單元男主，飾演一位有着心理疾病的天才鋼琴家。在此前曝光的劇照中，李昶表情凝重的沉浸在音樂的世界裏，唐藝昕飾演的歐陽欣則聚精會神的傾聽演奏，兩人的表情投入，氣氛凝重，不禁讓人好奇在劇中的李昶身上到底發生了什麼故事？未知的情節發展引發了粉絲無限期待。
自出道以來，李昶的影視形象多以公子哥兒、暖男爲代表，在各大影視劇中憑藉鮮嫩的顏值和自然的演技給觀衆留下了深刻印象。此次李昶首度挑戰懸疑燒腦網絡大劇的拍攝，他表示：“這個角色的性格是很吸引我的，他是介於‘天才’和‘瘋子’之間的‘第三種人’。爲了演好這個人物，我做了很多功課來了解有關自閉症和音樂方面的知識，這也讓我在挑戰中重新找回了上學時面對書本的樂趣。”
