心理师夏木扮演者乔振宇
《心理师》夏木是一个资深心理医生和催眠师，生活中是提前过起退休生活的无趣大叔。而唐艺昕饰演的欧阳欣是一个有着双重人格的绑架案嫌犯，疑似精分患者，时而是哲学家，时而是贪玩的精神病患儿。
《心理师》夏木扮演者是乔振宇。乔振宇，中国内地男演员，1978年11月1日出生于广西壮族自治区桂林市，1999年毕业于北京舞蹈学院中国民族舞剧系古典舞表演专业。2000年参演电影《龙腾虎跃》出道；2002年因成功塑造电视剧《雪花女神龙》中清傲诡谲的欧阳明日而崭露头角；2004年参演徐克监制的大型武侠电视剧《七剑下天山》。
2008年主演谭友业执导电视剧《浣花洗剑录》和《书剑恩仇录》，2013年主演古装大戏《古剑奇谭》和《华胥引》之《一世安》单元，分别饰演欧阳少恭和青年苏珩；2014年主演了民国三部曲《浴血重生》、《大世界》和《昙花梦》，并于同年凭借电视剧《烽火佳人》中饰演的周霆琛一角获得上海电视节白玉兰奖最具人气男演员奖。2016年与马可联合主演青春历史传奇电视剧《思美人》，在其中饰演充满传奇和悲凉色彩楚怀王。
心理师欧阳欣扮演者唐艺昕
《心理师》欧阳欣是夏木所拥有的另一人格，和夏木本身性格有着很大的差异，她恶毒真实身份一直是个谜团。
《心理师》欧阳欣扮演者是唐艺昕。唐艺昕，1989年12月9日出生于四川省遂宁市，中国内地女演员。2010年毕业于重庆大学美视电影学院表演系。2011年，唐艺昕参与郑晓龙导演执导的《后宫·甄嬛传》，开启了演艺生涯。2013年，她在周星驰执导的《西游·降魔篇》中出演小师妹云蕾，同年参演了许鞍华导演的《黄金时代》。
2014年在大热剧集《活色生香》中特别客串，并继《加油爱人》、《幸福爱人》后在《幸福满堂》中再度担当湖南卫视定制剧女主角。2015年参演的电影《年少轻狂》于11月13日上映。2016年参演《诛仙》改编电视剧《青云志》。
心理师高枫扮演者戚迹
《心理师》高枫的饰演者是戚迹。戚迹，1982年12月30日出生于辽宁省大连市沙河口区，中国内地影视男演员，毕业于北京电影学院表演系2001级。2005年，在古装武侠剧《泪痕剑》中饰演卓青，从而正式进入演艺圈；同年，主演年代情感剧《金色年华》。2006年，主演都市情感剧《浪击天涯》。2007年，出演个人首部电影《棒子老虎鸡》。2008年，主演古装剧《根在中原》。2010年，出演古装神话剧《天地姻缘七仙女》。
2011年，在古装情感剧《错点鸳鸯》中饰演男主角石无忌。2012年，主演古装喜剧电影《河东狮吼Ⅱ》。2013年，在都市情感剧《新闺蜜时代》中饰演成晓峰。2014年，在民国情感剧《锦绣缘华丽冒险》中饰演前田泷一。2015年，签约坤杰影视，成为旗下签约艺人。2016年，主演犯罪悬疑网络剧《美人为馅》。
心理师丁狄杰扮演者张煜枫
《心理师》狄杰扮演者张煜枫毕业于北京电影学院06表演系，2007年正在北京电影学院学习的张煜枫参加了当年的加油好男儿选秀活动，在合肥赛区3000名比赛选手中脱颖而出，与李子峰等三人一同进入广州赛区的总决赛。2010年创作发布首张EP《守护》出道，同年获得蒙牛酸酸乳音乐梦想学院全国20强。音乐出生的他随后却走上了演艺之路。
2012年，张煜枫参演杨世光执导的电影《烽火平型关》，剧中饰演男二号孟龙。2013年，张煜枫接连出演《烈火凤凰》、《大清宝典》、《卿本佳人》等电视剧，2016年开始张煜枫挑战不一样的反面角色，《SCI迷案集》中大反派，《心理师》中心理病人等，最新作品是悬疑侦探喜剧电视剧《龙探社》。
心理师丁南宫筠扮演者屈玥
《心理师》实力派演员屈玥首次搭档乔振宇，出演其前妻“南宫筠”，两人在戏中将擦出怎样的火花也让不少粉丝直呼期待。屈玥在《心理师》中饰演的“南宫筠”作为“夏木”的前妻，不仅是一名神经精神病学副教授，还是一位优秀的临床医师，在专业领域绝对称得上是“精英”。
首次出演这类题材的屈玥也表示自己做了很多功课，“因为剧中涉及到心理学专业的台词比较多，为了能更好地呈现出这个角色的专业性，我在拍摄前恶补了不少相关的心理学知识。”
心理师天才钢琴家扮演者李昶
《心理师》是李昶首次出演悬疑剧单元男主，饰演一位有着心理疾病的天才钢琴家。在此前曝光的剧照中，李昶表情凝重的沉浸在音乐的世界里，唐艺昕饰演的欧阳欣则聚精会神的倾听演奏，两人的表情投入，气氛凝重，不禁让人好奇在剧中的李昶身上到底发生了什么故事？未知的情节发展引发了粉丝无限期待。
自出道以来，李昶的影视形象多以公子哥儿、暖男为代表，在各大影视剧中凭借鲜嫩的颜值和自然的演技给观众留下了深刻印象。此次李昶首度挑战悬疑烧脑网络大剧的拍摄，他表示：“这个角色的性格是很吸引我的，他是介于‘天才’和‘疯子’之间的‘第三种人’。为了演好这个人物，我做了很多功课来了解有关自闭症和音乐方面的知识，这也让我在挑战中重新找回了上学时面对书本的乐趣。”
