《中天悬剑》主要演员表如下：
主演：
肖弋由连奕名饰演。连奕名原名连联，1972年生于北京，毕业于中国戏曲学院，集演员、导演身份于一身。他早期进入国家京剧院，后赴港发展，参与动作片拍摄并担任武术指导。2000年返内地后，凭借《血色浪漫》《大刀》等作品广受关注，2009年自导自演《中天悬剑》，塑造了心无旁骛、文武双全的爱国将领肖弋。
柳纤纤由徐百卉饰演。徐百卉1983年生于吉林长春，毕业于中央戏剧学院。2005年因《小留学生》崭露头角，2008年在《中天悬剑》中饰演为信仰与爱情挣扎的悲剧人物柳纤纤，后参演《产科医生》《大好时光》等剧。
洪缨由周扬饰演。周扬1985年生于辽宁大连，北京电影学院毕业，兼具舞者身份。她曾获金鹰奖提名、华鼎奖传奇类最佳女演员奖，2008年在《中天悬剑》中饰演刚毅正直的革命女战士洪缨，与肖弋产生爱慕却因战争遗憾分离。
武树清由刘威饰演。刘威1957年生于吉林长春，1983年参演《秋天的印象》出道，1993年凭《唐明皇》获金鹰奖最佳男主角。他在《中天悬剑》中饰演与肖弋对立的郢城县官武树清，展现文人书生的无奈与抗争。
其他演员：
