徐远征(任泽巍 饰)
征性格刚烈、仗义执言，在工作中面对原子弹带来的危险从不顾忌自己的生命，生活中却格外疼爱自己的娇妻，有着“大男人”的“小脾气”
徐远征的饰演者任泽巍介绍：
任泽巍，中国内地演员，生日：8月1日 身高：182厘米 血型：B型 星座：狮子座 民族：汉族 籍贯：山东枣庄 学历：专科 最喜欢的运动：羽毛球、健身 喜好：看书、淘碟、唱歌、跳舞、书法 座右铭：低调地做人，高调地做事。 现住地： 北京东城区
何玉山(宋运成 饰)
马兰基地保障部部长，林玉洁的丈夫。绰号“十条命”，经历了数次的大难不死，身上有几十处弹片。别人劝他，大难不死必然以后有大用，估计有惊天动地的大事等着你。随后，“十条命”的绰号响遍整个集团军。
何玉山的饰演者宋运成介绍：
宋运成，出生于黑龙江省哈尔滨市，中国内地影视男演员、江西省话剧团国家一级演员，毕业于江西省艺术学院。
曾获中国话剧金狮奖、第十届长春电影节最受观众喜爱的男演员金麦穗奖、第十届中国艺术节优秀演员、玉茗花戏剧节最佳男演员。
2016年9月，作为特邀嘉宾参加江西卫视大型公益类益智节目《我是联想王》第七期周冠军赛。
李一婵(冯秦川 饰)
留学归国，制造原子弹的物理学家。她曾服役于解放军战略支援部队文工团，也是原总装备部。服役兵龄20年的她有着强烈的爱国情怀。制造原子弹在当时是国家的机密，"上不告父母，下不告妻儿。"这是命令，也是的使命。
李一婵的饰演者冯秦川介绍：
冯秦川，毕业于解放军艺术学院99级戏剧系本科班，曾服役于解放军战略支援部队文工团(原总装备部)，服役兵龄20年，中国内地女演员、开心麻花功勋演员。
2006年，出演话剧《D样生活》。2009年5月，获得第七届CCTV小品大赛最佳女演员;12月，在话剧《江湖学院》中饰演谢三娘。2018年1月，参加录制东方卫视喜剧竞演综艺节目《欢乐喜剧人第四季》。
林玉洁(马境 饰)
不仅出身于大户家庭，自己也学识非常渊博。但她却为了追理想，放弃优越生活，奔赴抗美援朝的战场，已军医的身份积极配合前线作战救死扶伤。回国后，在感召下来到马兰，用自己的青春改变着马兰的贫瘠，用日复一日的付出赢得了“戈壁母亲”的光荣。
林玉洁的饰演者马境介绍：
马境，1983年10月4日出生于四川，毕业于北京电影学院表演系2002级本科，中国内地女演员。
2002年出演都市爱情剧《青衣》，自此开始演艺事业。2005年参演历史传奇剧《荀慧生》。2008年主演抗战题材剧《狼烟北平》。2009年主演抗日战争剧《火线》。2010年参演历史爱情剧《延安爱情》。2013年出演婚姻题材剧《假如生活欺骗了你》。2014年领衔主演年代励志剧《生命中的好日子》。2015年领衔主演都市励志剧《真心爱你》。2016年，主演电视剧《我是警察之使命召唤》。
林儒丫(袁菲 饰)
戈壁上任劳任怨的小学教师
林儒丫的饰演者袁菲介绍：
袁菲，1987年12月20日出生于北京市，中国内地影视女演员。2006年，还在中国传媒大学就读的袁菲便出演了个人的首部电视剧《因为有你》。同年，袁菲出演了情景喜剧《小房东》。2007年，袁菲出演了战争剧《我的团长我的团》 、并凭借此剧获得娱乐星锐榜影视十佳新锐奖。2009年，袁菲出演了神话剧《天师钟馗之血色鸳鸯》。2012年，袁菲出演了传奇剧《王的女人》。2015年，袁菲出演了情感剧《婚姻攻防战之爱要付出》。
项怀瑾(张磊 饰)
张司令员(张京生 饰)
杨振禄(乔杰 饰)
曾倩倩(孙歌璐 饰)
小马(杨洋 饰)
王桂花(王紫瞳 饰)
韩大爷(张清华 饰)
何建国(朱宸辉 饰)
丽萨(彭雨柔 饰)
张援朝(武天辰 饰)
欧敏(彭嘉起 饰)
李小欢(管撷尊 饰)
柱子(林宇阳 饰)
何建军(刘若谷 饰)
何建英(蒋佳雨彤 饰)
警卫员小张(王廷晖 饰)
赵中华 饰) 老杨(赵中华 饰)
