白晶晶 (王沛然 饰)
她本是古墓中的一副白骨，与蜘蛛精春三十娘一同修炼后成为人形。她是个敢恨敢爱，拿得起放得下的女子。一日，原本要外出寻找春三十娘的她被一心想要摆脱春三十娘的六耳猕猴遇见，晶晶收下孙悟空的定情玉佩，与其定下婚约。
白晶晶的饰演者王沛然介绍：
王沛然，1996年5月21日出生，中国内地女演员，就读于北京电影学院表演系2014级。2016年，出演荧屏处女作《大话西游之爱你一万年》，饰演白晶晶，从此开启演艺生涯。
春三十娘 (杜若溪 饰)
蜘蛛精修炼而来的人，白晶晶的好姐妹。是个可以将众多男人玩弄于鼓掌之间的人。当看到孙悟空对白晶晶大献殷勤之时，她的自尊心严重受挫，遂决定让白晶晶与孙悟空无法成亲。为此，她与白晶晶在盘丝洞大打出手，甚至惊动了盘丝大仙。而后，她便被盘丝大仙青霞收服，成为盘丝大仙座下大弟子。
春三十娘的饰演者杜若溪介绍：
杜若溪，曾用名杜晓婷，1985年1月30日出生于辽宁省沈阳市铁西区，中国内地女演员，上海话剧艺术中心演员。毕业于上海戏剧学院表演系2002届本科班。2005年，出演个人首部电视剧《孔子门生》而进入演艺圈。2006年主演李行执导爱情剧《小城故事》。2009年，因出演郭靖宇执导的《铁梨花》中赵嫣然一角而走红，受到观众的喜爱和关注。2011年出演都市猎爱偶像剧《胜女的代价》。2013年杜若溪主演的传奇军旅剧《血誓》收视取得佳绩。2014年因参演民国传奇剧《勇敢的心》中梅九哥一角而人气高涨。2016年，主演古装剧《大清江山之龙胆花》和魔幻爱情剧《大话西游之爱你一万年》。
六耳猕猴 (蒋龙 饰)
假孙悟空，与孙悟空长相为一模一样。
六耳猕猴的饰演者蒋龙介绍：
蒋龙，1995年3月22日出生于辽宁省沈阳市，中国内地影视男演员，毕业于北京电影学院2012级表演本科。2004年，出演个人首部电视剧《长大成人》，从而正式进入演艺圈。2005年，参加“辽宁省第二届国际标准舞大赛”，获得拉丁舞一等奖。2006年，在儿童剧《我们的眼睛》中饰演李懂;之后，为了完成学业而选择停止拍戏。2015年，凭借出演科幻悬疑网络剧《执念师》而正式复出;同年，主演年代传奇剧《魔都风云》。2016年，出演个人首部电影《纯洁心灵·逐梦演艺圈》;同年，在古装武侠网络剧《大侠日天》中饰演男主角刘日天。2017年3月，其搭档王紫逸、张宁江等主演的军旅剧《热血尖兵》在央视热播。
玉皇大帝 (黄征 饰)
掌管天庭的神仙。
玉皇大帝的饰演者黄征介绍：
黄征，1973年12月12日出生于北京市，中国内地男歌手、音乐制作人、演员。1998年，以音乐制作人身份加盟Sony唱片(中国)，2001年，以歌手身份签约滚石唱片(台湾)并发行首张专辑《破晓》。2003年，发行的个人第二张专辑《爱情诺曼底》销量达到43万张，同名主打歌《爱情诺曼底》红遍大江南北，而专辑中由黄征创作的歌曲《奔跑》更是被确定为“2003中国男子职业篮球CBA联赛”官方主题歌，也是国内传唱度最高的运动歌曲之一。2005年，发行第三张个人专辑《一个人的战役》。2007年，发行第四张专辑《绝不放手》。2008年，黄征首次获得东南劲爆音乐榜颁发的“内地最佳男歌手”大奖。2009年，发行第五张个人专辑《我是谁的谁》，并蝉联了“内地最佳男歌手”的奖项。2011年，推出EP《你爱了吗》。2012年，发布第七张个人专辑《征爱》。2013年发行第八张专辑《北京不孤单》，同年，获得Channel【v】华语榜中榜“最受欢迎制作人”大奖。
2015年，黄征先后主演了电影主演《死亡之谜》和《大话西游3》，其扮演的玉皇大帝更是颠覆传统想象，被誉为史上“最逗逼、最帅玉帝”。2016年和朱茵共同主演爱情电影《今夜二十岁》，饰演男主角萧峰，同年，主演电视剧《大话西游之爱你一万年》，再次饰演玉皇大帝。接着又主演了神幻巨制《莽荒纪》，并颠覆形象和自我突破，饰演凶狠毒辣的大反派“神王”，引发关注。
二郎神 (胡耘豪 饰)
二郎真君，奉玉帝之命下界捉拿紫霞仙子，为人正直。
二郎神的饰演者胡耘豪介绍：
胡耘豪，1989年6月27日生于北京，中国内地男演员，毕业于上海同济大学表演系，后于上海戏剧学院导演系毕业。2015年8月，胡耘豪以悬疑网剧《暗黑者2》中“阿华”一角出道。2016年胡耘豪先后参演了悬疑网剧《示铃录》和校园玄幻网剧《贴身校花》[1-2];7月4日，胡耘豪主演的民国悬疑电视剧《老九门》在东方卫视首播，他因在剧中饰演嗜血深情的“陈皮阿四”而被观众熟知。
2016年12月凭借《老九门》中“陈皮阿四”一角获得爱奇艺2017尖叫之夜“年度电视剧新人”[4-5]。2017年8月18日，获得金骨朵网络影视盛典“年度网络剧潜力新面孔”奖项。
菩提老祖 (吴大维 饰)
一个命运多舛逗比大神。他本是一棵菩提树，因被至尊宝连累而被杀死。因为这个原因，他被观音大士派去指点孙悟空，以便完成西天取经的重任。
菩提老祖的饰演者吴大维介绍：
吴大维，1966年10月2日出生于美国马萨诸塞州，中国台湾男演员、歌手、主持人，毕业于华盛顿大学商科。
1986年，出演个人首部电影《我有话要说》，从而正式进入演艺圈。1992年，出演个人首部电视剧《李小龙传奇》，在剧中担纲男一号李小龙。1993年，推出首张个人音乐专辑《隐藏的爱》。1995年，推出第二张个人音乐专辑《亚洲呼啦啦》。1997年，凭借电影《我也有爸爸》，获得第7届“中国电影童牛奖”优秀成人演员奖。1998年，凭借电影《今夜星光灿烂》获得第8届”香港电影金像奖“最有前途新人奖。2004年，主演古装喜剧《皇后进宫》，在剧中饰演正德皇帝。2007年，担任中央电视台《同一首歌》的主持人。2008年，与杨澜搭档主持第17届“中国金鸡百花电影节”。2010年，主演时尚爱情喜剧电影《我的美女老板》。2011年，担任旅游卫视真人秀节目《烈焰门徒》的主持人。2012年，担任东方卫视游戏类节目《天哪!我们变小了》的主持人。2014年，担任辽宁卫视《中国喜剧力量》的评委。