《双探》的主要演员表名单如下：
核心主演段奕宏饰演李慧炎，作为剧集的核心人物之一，其角色贯穿案件调查主线；大鹏（董成鹏）饰演周游，与李慧炎形成双线叙事，推动剧情发展；曾美慧孜饰演乌娜吉，角色身份与案件关键线索相关联；郑楚一饰演白石舟，其行动对案件走向产生重要影响。
重要配角张国强饰演任邢军，负责案件相关调查工作；邢佳栋饰演雷公，角色背景与案件核心矛盾存在关联；刘威葳饰演韩冰，其身份与案件中的关键人物存在联系；刘亦然饰演范晓媛，作为案件核心人物之一，推动剧情发展；申琦分饰邱林/小邱，角色功能涉及案件线索传递；张林饰演老七，其行动对案件进展产生间接影响；衣云鹤饰演巴尔斯，角色背景与案件地域特征相关；冯兵饰演那海，其身份与案件关键环节存在关联；董博饰演范迪索，角色行为影响案件调查方向；朱梓瑜饰演小黄，作为辅助角色提供线索支持。
其他角色程禹森饰演李根，角色身份与主角存在亲属关系；魏震饰演大庆，其行动对案件局部进展产生影响；李乃文饰演惊涛，角色背景与案件核心矛盾存在关联；陈明昊饰演王重，其身份对案件调查产生推动作用；高峰饰演铁拐李，角色行为影响案件线索获取；周铁饰演二勇，其行动对案件关键环节产生作用；朱辉饰演张宏达，角色身份与案件核心人物存在联系；赵芮饰演范白氏，作为案件关键人物之一，推动剧情发展；郭涛饰演狗尿苔，角色功能涉及案件线索传递；晁坤饰演罗卯，其行动对案件局部进展产生影响；王舟饰演同名角色王舟，角色背景与案件地域特征相关；萧李臻瑱饰演少年周游，通过回忆情节补充角色背景；任大为饰演老疙瘩，角色行为影响案件线索获取；朱洪振饰演大峰，其身份对案件调查产生辅助作用；常玉红饰演班级老师，角色功能涉及案件背景补充；任宇饰演罗丁，其行动对案件局部进展产生影响；关皓文饰演青年罗和尚，通过回忆情节补充角色背景；葛铮饰演青年二利，角色行为影响案件线索获取；蒲星宇饰演小燕，其身份对案件调查产生辅助作用；潘一飞饰演青年吴德水，通过回忆情节补充角色背景；霍卫民饰演老年吴德水，作为案件核心人物之一，推动剧情发展；王瑾饰演王晓丽，角色功能涉及案件线索传递；肖聪饰演背头警察，其行动对案件调查产生辅助作用。
