《一双绣花鞋》主要演员表如下：
主演
叶大龙由连奕名饰演。连奕名原名连联，1972年出生于北京，毕业于中国戏曲学院，是中国内地演员、导演。他早期在香港发展，参与动作电影并担任武术指导，2000年返回内地后主演了《一双绣花鞋》。此后，他因执导《野火春风斗古城》等作品转型为导演，代表作包括《血色浪漫》《中天悬剑》等。
林莹由孙俪饰演。孙俪1982年出生于上海，5岁学舞，15岁成为文艺兵，2001年签约海润影视。她凭借《玉观音》获金鹰奖，后因《后宫甄嬛传》《辣妈正传》等剧多次获奖，成为国内一线女演员。
林南轩由钱勇夫饰演。钱勇夫是资深演员，代表作包括《永不瞑目》《刀锋1937》，在《一双绣花鞋》中饰演潜伏的国民党中将。
沈超由张潮饰演。张潮1956年出生于北京，幼年随父母支边，1978年考入北京电影学院，参演《啊！摇篮》崭露头角，近期作品包括《急诊室故事》。
其他演员
计雨棠由韩童生饰演，谭辛由谢娜饰演，彭沛芝由赵雪莲饰演，金美霞由李勤勤饰演，林晶由王茜饰演，林雯由刘一饰演，秦家康由刘国彤饰演，黄局长由张国民饰演，丁部长由管寿义饰演，崔小宝由郭冰洋饰演，郑五孩由鲍鲲饰演，唐娃子由沈利华饰演，老么由蒋明笑饰演，斗鸡眼由陈江饰演，舒慧由马岚饰演，朱校长由黄亚新饰演，陶大海由覃光世饰演，龚老板由张长青饰演，廖师傅由孙轲饰演。
