角色介绍
林治远
林治远黄渤 饰演
身为负责开国大典升旗仪式中电动升旗杆的设计者，他却无法保证“万无一失”，因为这同样是新中国第一个电动升旗装置，是他自主研发设计、还没有经过足够多的实验检测。他不断的克服重重困难，向来恐高的他最终克服心理障碍，爬上20多米高的广场旗杆，解决了技术问题。
高远
高远张译 饰演
参与“两弹一星”工程的科研人员，作为无数国防科技战线中的一员，由于原子弹研发工作保密度极高，同事之间也互不知姓名，他三年未与家人联系，后来他因病离岗，却在公交车上偶遇曾经的恋人方敏。
吕潇然（成年）
吕潇然（成年）宋佳 饰演
英姿飒爽的女飞行员。专业技术拔尖的她，被选为阅兵式替补飞行员时，她泪流满面。而在阅兵式“备飞”的途中，她在完全可以替换队友的情况下却仍帮助队友排除险情，毅然调转机身归队，甘当幕后英雄。
张北京
张北京葛优 饰演
一位好面子、爱吹牛，脚上穿一双红色运动鞋的北京出租车司机，因为一张北京奥运会开幕式门票，他意外与一个在地震中失去父亲的汶川男孩成为一对“欢喜冤家”，最终却放弃了去看北京奥运会开幕式的机会，将开幕式门票送给了这位汶川男孩。
老李
老李田壮壮 饰演
退休扶贫办主任，在同村村民的恳求下，收留了沃德乐与哈扎布这两位野蛮而无知无畏的少年。他对少年们坦诚相待，拿出出门读大学儿子的衣服，让他们焕然一新重新做人，但野性笼罩着的兄弟二人并没有即刻被驯化。
哈扎布
哈扎布陈飞宇 饰演
贫困的流浪少年，沃德乐的弟弟，涉世未深的他和哥哥曾在青春年少时期做过荒唐错事，而被扶贫工作者老李收留。为了怕哥哥被抓走，怕哥哥自此无法回头，他义无反顾地站了出来，天真想替哥哥背锅顶罪。而神舟十一号的降落，改变了他和哥哥的生活，改变了他们的命运，也让他们看到了新的希望。
沃德乐
沃德乐刘昊然 饰演
衣着破旧、灰头土脸的贫困流浪少年，是哈扎布的大哥，他没有受过正统的家庭教育，但又需要负责去做决定。作为意见的领导者，他觉得天大地大他最大。在退休扶贫办主任老李的引导下，当他见到了草原寓言中的“白昼流星”，他的内心受到了极大冲击和洗礼，最终懂得了回乡人的使命。
朱涛
朱涛杜江 饰演
作为升旗手，他是在中国香港升起第一面国旗的人。为了确保五星红旗分秒不差飘扬在香港上空，他刻苦训练不懈怠，在高度的精神压力下，他在鼻子内血流不止的情况下仍然保证了中国香港回归“一秒不差”。
陈冬冬
陈冬冬吴京 饰演
小时候的冬冬家里有一台电视，于是街坊们就让他搬来大家一起看，为了保障其他人观看比赛直播，他忙来忙去一直修电视天线，不但放弃了看比赛的机会，还无奈错过与青梅竹马的小伙伴小美的告别。三十多年后，他成为了乒乓球教练，最终与小美重聚。
宋月强朱一龙 饰演
薛晓路执导《回归》单元
莲姐惠英红 饰演
薛晓路执导《回归》单元
华哥任达华 饰演
薛晓路执导《回归》单元
小号手王天辰 饰演
管虎执导《前夜》单元
一丹佟丽娅 饰演
杜兴汉王千源 饰演
管虎执导《前夜》单元
梁昌寿欧豪 饰演
管虎执导《前夜》单元
小美妈妈刘涛 饰演
徐峥执导《夺冠》单元
陈学源张嘉益 饰演
张一白执导《相遇》单元
