《一念天堂》主要演员表如下：
沈默由沈腾饰演。沈腾是中国内地影视导演、演员，开心麻花舞台剧签约艺人。他毕业于解放军艺术学院戏剧表演系，代表作包括舞台剧《想吃麻花现给你拧》、小品《今天的幸福》系列、《扶不扶》，电影《夏洛特烦恼》等。在影片中，他饰演的沈默凭借高超演技协助警方破案，却在得知自己身患绝症后，开始反思生命意义，并锁定诈骗团伙为目标。
马晓丽由马丽饰演。马丽是中国大陆影视、话剧女演员，毕业于中央戏剧学院表演系及北京大学林兆华戏剧研修班。她2005年加入开心麻花团队，代表作包括舞台剧《江湖学院》、电影《决战刹马镇》《夏洛特烦恼》，以及春晚小品《超幸福鞋垫》《投其所好》等。在影片中，她饰演的网络节目主持人马晓丽因杜宇得罪黑帮而与沈默一同被追杀。
杜宇由杜晓宇饰演。杜晓宇是开心麻花签约演员，毕业于解放军艺术学院表演专业。其代表作包括舞台剧《开心麻花疯狂的石头》《开心麻花江湖学院》，以及春晚小品《今天的幸福2》《扶不扶》《投其所好》等。在影片中，他饰演的杜宇与沈默同为网络节目主持人，因得罪黑帮老大龙哥而引发追杀。
小薇由王子子饰演。王子子是中国内地影视女演员，毕业于北京电影学院表演系。其代表作包括电视剧《背后有人》《红娘子》《十月围城》，电影《刺夜》《澳门风云2》等。在影片中，她饰演的“女神级”人物小薇是龙哥的情人，与杜宇有感情纠葛。
龙哥由林雪饰演。林雪是香港演员，1982年参演首部电影《鬼掹脚》，代表作包括《枪火》（提名金马奖最佳男配角）、《PTU》（获金紫荆最佳男配角）、《黑白江湖》等。在影片中，他饰演的黑帮老大龙哥是追杀沈默等人的幕后主使。
其他演员：横岗元鹏由李元鹏饰演，角色为日本杀手、龙哥的手下。
