《芈月传》主要演员表如下：
核心角色演员
孙俪 饰 芈月（女主角，秦宣太后）
刘涛 饰 芈姝（楚国公主，秦惠文后）
方中信 饰 秦惠文王嬴驷（秦国君主）
黄轩 饰 春申君黄歇（芈月青梅竹马，楚国贵族）
高云翔 饰 义渠王翟骊（义渠部落首领）
秦国宫廷角色
巩峥 饰 庸芮（秦国重臣）
张雪凌、曾虹畅 饰 白起（战国名将，分饰不同阶段）
赵立新 饰 张仪（纵横家，秦国丞相）
曹卫宇 饰 公孙衍（魏国纵横家，与张仪对立）
宋佳伦 饰 樗里疾（秦国宗室，智囊）
许文广 饰 穆监（秦王近侍）
斓曦 饰 樊长史（秦宫女官）
殷旭 饰 卫良人（秦宫嫔妃）
楚国及其他诸侯国角色
赵文瑄 饰 楚威王（芈月、芈姝之父）
姜宏波 饰 楚威后（楚威王正妻）
曹征 饰 楚怀王（楚国君主）
袁志博 饰 郑袖（楚怀王宠妃）
祖峰 饰 屈原（楚国诗人、政治家）
马苏 饰 魏琰（魏国公主，秦宫嫔妃）
徐百慧 饰 孟昭氏（魏琰随从）
蒋欣 饰 莒姬（芈月生母，楚国妃子）
芈月家族及后代
朱一龙 饰 嬴稷（芈月之子，秦昭襄王）
石悦安鑫 饰 嬴稷（幼年）
李泓良 饰 芈戎（芈月之弟）
张钧涵 饰 魏冉（芈月同母异父弟，秦国将领）
楼子铉 饰 少年芈戎
岳训宇 饰 少年魏冉
其他重要角色
毛俊杰 饰 孟嬴（燕国太后）
马思纯 饰 魏颐（魏国公主）
陶慧 饰 虢美人（秦宫嫔妃）
蔡雯艳 饰 嬴夫人（秦国宗室女）
施京明 饰 商鞅（秦国变法者，客串）
谭洋 饰 蔺相如（赵国名相，客串）
儿童及配角演员
刘楚恬 饰 小芈月（幼年芈月）
柴蔚 饰 少年芈月
李妮妮 饰 童年芈姝
郝怡霖 饰 芈姝（8岁）
谷昊峰 饰 小黄歇
雷昊汶 饰 小嬴通（芈月之孙）
配音及特殊角色
杨晨 配音 嬴夫人
张艾 配音 芈姝（部分场景）
苏扬、廖菁 担任配音指导
蒋雯丽 客串 养蜂人妻子
演员表涵盖秦、楚、魏等国宫廷人物及历史名人，通过多层次角色塑造展现战国风云。
