夏天 (杨幂 饰)
物理研究所高级研究员，单亲妈妈，有一个叫豆豆的儿子，一次次拼了命去逆转时间拯救自己的儿子。
夏天的饰演者杨幂介绍：
杨幂，1986年9月12日出生于北京市，中国内地影视女演员、流行乐歌手、影视制片人。2005年，杨幂进入北京电影学院表演系本科班就读。2006年，杨幂因出演金庸武侠剧《神雕侠侣》而崭露头角。2008年，杨幂凭借历史剧《王昭君》获得了第24届中国电视金鹰奖观众喜爱的电视剧女演员奖提名。2009年，杨幂在“80后新生代娱乐大明星”评选活动中与其她三位女演员共同被评为“四小花旦”。2011年，杨幂凭借穿越剧《宫锁心玉》赢得广泛，并获得了第17届上海电视节白玉兰奖观众票选最具人气女演员奖。
2012年，杨幂工作室成立，而她则凭借都市剧《北京爱情故事》相继获得第9届金鹰电视艺术节最具人气女演员奖、第26届中国电视金鹰奖观众喜爱的电视剧女演员奖提名。2015年，杨幂主演的《小时代》系列电影取得了近18亿人民币的票房成绩。2016年，其主演的职场剧《亲爱的翻译官》取得全国年度电视剧收视冠军。2017年，杨幂主演的仙侠剧《三生三世十里桃花》获得颇高;同年，她还凭借科幻片《逆时营救》获得休斯顿国际电影节最佳女主角奖。
崔琥 (霍建华 饰)
神秘绑匪，绑架了夏天的儿子，以豆豆性命威胁夏天交出粒子技术。
崔琥的饰演者霍建华介绍：
霍建华(Wallace Huo)，1979年12月26日出生于台湾台北市，祖籍山东烟台龙口，华语影视男演员、歌手、出品人。2002年因主演偶像剧《摘星》正式踏入演艺圈;2003年凭借偶像爱情励志剧《海豚湾恋人》在台湾崭露头角;2004年，霍建华将事业重心转向内地，凭借古装武侠剧《天下第一》走入内地观众的视线;2006年，霍建华出演个人首部大银幕作品《做头》;2009年凭借《仙剑奇侠传三》徐长卿一角在两岸三地赢得广泛;2011年因一年数部电视剧联创收视佳绩获得优酷大剧盛典年度最具收视号召力男演员;2014年，霍建华首次担任出品人投资古装言情轻喜剧《金玉良缘》，转型成为出品人，同年，首次挑战战争题材正剧《战长沙》并获得国剧盛典港台地区人气演员。
2015年，霍建华主演古装玄幻仙侠剧《花千骨》及悬疑爱情剧《他来了请闭眼》，相继获得“尖叫2016爱奇艺之夜”盛典中获年度最受欢迎男演员、影响中国年度人物年度演艺人物、国剧盛典观众最喜爱角色奖及最受欢迎演员奖、上海电视节白玉兰奖“最佳男主角奖”提名等多项荣誉，使其成为各大热搜榜的话题人物;2016年1月22日，动作推理电影《真相禁区》上映;2月13日古装传奇励志剧《女医·明妃传》在中国内地首播，随后获得首届中国电视剧品质盛典年度最具市场号召力演员及年度最受欢迎男演员奖;同年主演惊悚悬疑电影《捉迷藏》及爱情片《28岁未成年》。2017年主演近代史诗电影《建军大业》。
所长 (金士杰 饰)
研究所所长，倾其一生致力于研究物理学，也得到许多学生的崇拜与敬仰，夏天和大雄都是所长的“粉丝”。
所长的饰演者金士杰介绍：
金士杰，1951年出生于中国台湾，男演员、剧作家、导演。1980年，编导了话剧《荷珠新配》。1986年，出演了话剧版《暗恋桃花源》。1989年，出演话剧《这一夜，谁来说相声》。1992年，主演了由赖声川编导的舞台剧改编而成的电影《暗恋桃花源》。1994年，出演了赖声川执导的为表演工作坊成立十周年的电影《红色的天空》。2001年，出演由《爱情书简》改编的爱情话剧作品《收信快乐》。2009年，主演了改编自日本青春爱情小说的电影《台北飘雪》。2011年，为3D动画电影《功夫熊猫2》中的功夫大师配音。2014年，出演了法国导演查理德莫执导的一部宫廷文艺片《画框里的女人》。2015年，主演了庆祝抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年的电影《老兵》。2016年，凭借民国武侠电影《师父》郑山傲一角获得第六届北京国际电影节最佳男配角奖;7月，为国产动漫《大鱼海棠》当中掌管所有死去人类灵魂的老太婆配音。
大雄 (刘畅 饰)
研究所专员，夏天实验室的伙伴，在关键时刻给予夏天庇护，帮助她一起逆转时空，堪称是一位“神队友”。
大雄的饰演者刘畅介绍：
刘畅，1986年10月10日出生于江苏东台，毕业于金陵科技学院，目前签约上海润仕文化传播有限公司。中国内地男模特、演员。
2009年，刘畅签约北京龙腾精英模特经纪公司，正式开始模特生涯。2012年初，首次征战国际时装周，参加了2012秋冬伦敦时装周走秀。2013年1月，参加了秋冬米兰男装周走秀;6月，参加了米兰春夏男装周走秀。2015年主演电影《陪安东尼度过漫长岁月》。2016年，与关晓彤、张若昀、鞠婧祎等领衔出演玄幻剧《九州天空城》。
豆豆 (张艺瀚 饰)
夏天儿子，被崔琥绑架。
豆豆的饰演者张艺瀚介绍：
张艺瀚(Hummer)，2010年12月12日出生于北京市，中国内地影视男演员、流行乐歌手。
2015年，参加CCTV-1励志真人秀节目《出彩中国人》，从而正式进入演艺圈;同年，出演个人首部电视剧《淘气爷孙》。2016年，推出与陈希郡合唱的歌曲《梦幻火车》;同年，出演个人首部电影《致命倒数》;之后，出演个人首部古装剧《三生三世十里桃花》。2017年3月23日，其出演的都市爱情网络剧《问题餐厅》在腾讯视频首播;同年，在都市爱情网络剧《单恋大作战》中饰演夏白鹿。
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