麦迪娜饰演独孤莺儿。她是武则天的贴身女官，高冷且正义。

此外，饰演李元芳的是樊驿宁，他胆识过人，武功独步天下，他是个侠士，也是个暖男。在这部剧中，他还是大唐时代的超级吃货——‘舌尖上的唐朝’大将军。樊驿宁长相英俊，被网友怒赞最帅李元芳！

值得一提的是，在这部剧中，旧版《神探狄仁杰》里的“铁三角”之一的李元芳扮演者张子健也出演了这部剧，在里面饰演铁王爷一角。他是个外族王爷，心狠手辣，屡屡进犯大周朝，绝迹江湖二十余载后，他组织了一个庞大的神秘组织，而他就是幕后大Boss！也是狄仁杰的对手。

与前几部狄仁杰系列不同的是，这部剧也在原来的基础上实现了大胆创新，融入了诸多游戏元素，令人耳目一新。值得一提的是，导演钱雁秋表示，关于大家所期待出现“铁三角”组合的这个问题，他不会让大家失望，不过具体以什么身份出现，暂且保密。