ตัวละครหลัก

• เอโดงาวะ โคนัน ให้เสียงพากย์โดย มินามิ ทากายามะ

ยอดนักสืบวัยประถมที่ตัวตนที่แท้จริงคือ นักเรียนชั้นมัธยมปลาย คุโด้ ชินอิจิ ที่ถูกองค์กรชายชุดดำจับกรอกยาพิษจนตัวหดเล็กลง เขาต้องเผชิญหน้ากับ อามุโร่ โทรุ ที่มีแผนการจับกุมโมริ โคโกโร่ จากเหตุการณ์ระเบิด

• โมริ รัน ให้เสียงพากย์โดย วากานะ ยามาซากิ

นักเรียนชั้นมัธยมปลายสาวผู้มากความสามารถในด้านคาราเต้ เธอต้องร่วมมือกับแม่ของตนในการช่วยเหลือโมริ โคโกโร่ จากการถูกจับกุม โดยขอความช่วยเหลือจากคุโด้ ชินอิจิ เพื่อนชายคนสนิทตั้งแต่เด็ก

• คุโด้ ชินอิจิ ให้เสียงพากย์โดย คัปเปย์ ยามากุจิ

นักเรียนชั้นมัธยมปลายผู้มีความสามารถในการไขคดีต่าง ๆ มาแล้วนับไม่ถ้วน ก่อนจะต้องกลายมาเป็นโคนัน เขาเป็นห่วงทั้งรัน คนที่เขามีความรู้สึกพิเศษ จึงพร้อมช่วยเหลือในการล้างมลทินให้โมริ โคโกโร่

• โทรุ อามุโร่ / ฟรุยะ เรย์ (ซีโร่)/ เบอร์บอน ให้เสียงพากย์โดย โทรุ ฟุรุยะ

เป็นคนของสายงานตำรวจลับในญี่ปุ่นที่แทรกซึมเข้าไปในองค์กรชุดดำ ฉายา เบอร์เบิ้น ซึ่งมีสายตาหลักแหลม สังเกตการณ์ได้ดี เขาเคยมีเรื่องบาดหมางบางอย่างกับอากาอิ ชูอิจิ ปัจจุบันทำงานที่ร้านปัวร์โร และเขาเป็นคนขององค์กรตำรวจความมั่นคงแห่งชาติ นามแฝง คือ ซีโร่ แต่เขาตั้งตัวเป็นศัตรูกับ โคนัน เพื่อจับกุม โมริ โคโกโร่ จึงได้ชื่อว่า "สายลับสามหน้า"

• โมริ โคโกโร่ ให้เสียงพากย์โดย อากิระ คามิยะ

อดีตตำรวจที่ลาออกมาทำงานเป็น นักสืบเอกชน พ่อของ โมริ รัน ที่ต้องมาเป็นผู้ปกครองให้กับ โคนัน และ คอยเป็นหุ่นเชิดสืบคดีต่าง ๆ ของโคนัน จนได้ชื่อเป็น โคโกโร่นิทรา เขาต้องตกที่นั่งลำบากเมื่อถูกจับกุมข้อหาก่อการร้ายที่หลักฐานทุกอย่างพุ่งตรงมาที่เขา

• คิซากิ เอริ ให้เสียงพากย์โดย การะ ทาคาชิมะ

ทนายความสาว ภรรยาของโมริ โคโกโร่ ที่แยกกันอยู่จากเหตุการณ์ใน ยอดนักสืบจิ๋วโคนัน: คดีฆาตกรรมไพ่ปริศนา แม้จะไม่ชอบนิสัยแย่ ๆ หลายอย่างของโคโกโร่ อย่างขี้เมาและเจ้าชู้ แต่ลึก ๆ ยังคงรักและห่วงใยโคโกโร่ และครั้งนี้เธอพร้อมจะทำทุกวิถีทางเพื่อช่วยสามีร่วมกับลูกสาวอย่าง โมริ รัน

• ไฮบาระ ไอ ให้เสียงพากย์โดย เมงูมิ ฮายาชิบาระ

ตัวตนที่แท้จริง คือ มิยาโนะ ชิโฮะ หรือโค้ดเนม "เชอร์รี่" เธอตัดสินใจทรยศองค์กรโดยการกินยาแบบเดียวกับที่โคนันถูกจับกรอกให้ตัวหดเล็กลง เธอคอยทำหน้าที่ช่วยเหลือในการสืบสวนของโคนัน เธอมีความรู้สึกบางอย่างกับเขาแต่ต้องเก็บซ่อนไว้ เธอคอยช่วยโคนันในการหาเบาะแสของคดี

• คาซามิ ยูยะ ให้เสียงพากย์โดย โนบุโอะ โทบิตะ

ตำรวจกองความมั่นคงสาธารณะ อยู่ใต้บังคับบัญชาของฟุรุยะ เรย์ ปรากฏตัวอีกครั้งหลังจาก ยอดนักสืบจิ๋วโคนัน: ปริศนารัตติกาลทมิฬ เขาพร้อมทำงานทุกอย่าง แม้แต่ต้องบาดหมางกับพวกโคนันก็ตาม มองว่าเรย์ เป็นคนที่น่ากลัว

• โยชิดะ อายูมิ ให้เสียงพากย์โดย ยูกิโกะ อิวาอิ

หนึ่งในสมาชิกของขบวนการนักสืบเยาวชน เธอแอบชอบโคนันเพราะเห็นว่าเขาคอยช่วยเหลือเธอในยามลำบากอยู่เสมอ มาครั้งนี้เธอร่วมมือกับเพื่อน ๆ ในการปกป้องประเทศญี่ปุ่น

• ซึบุรายะ มิซึฮิโกะ ให้เสียงพากย์โดย อิคุอิ โอทานิ

สมาชิกของขบวนการนักสืบเยาวชน ชื่นชอบการสืบสวน และชอบแย่งซีนสืบสวนแทนโคนันอยู่เรื่อย ทำให้เกิดปัญหาอยู่หลายครั้ง แต่ครั้งนี้เขาร่วมมือกับเพื่อน ๆ ในการปกป้องประเทศญี่ปุ่น

• โคจิมะ เก็นตะ ให้เสียงพากย์โดย วาตารุ ทาคางิ

หัวหน้าของขบวนการนักสืบเยาวชน และชอบกินข้าวหน้าปลาไหล เขาชอบคุกคามโคนัน แต่ก็รักเพื่อนทุกคน เขาร่วมมือกับเพื่อน ๆ ในการปกป้องประเทศญี่ปุ่น

• คุโรดะ เฮียวเอะ ให้เสียงพากย์โดย ยูกิมาสะ คิซึโนะ

ผู้กำกับในกรมตำรวจนครบาลโตเกียว เคยประสบอุบัติเหตุจนทำให้โคม่าเป็นเวลา 10 ปี รวมทั้งสูญเสียตาข้างขวา เขามีความลับอะไรบางอย่างปิดบัง และมีท่าทีว่าจะรู้จักเรย์เป็นอย่างดี

ตัวละครรับเชิญประจำภาค

• ทาจิบานะ เคียวโกะ ให้เสียงพากย์โดย อายะ อุเอโตะ

ทนายความสาวอิสระ อายุ 29 ปี เคยว่าความว่าแล้วหลายคดี แต่ไม่เคยชนะสักครั้ง เธอมาเพื่อช่วยว่าความให้กับโมริ โคโกโร่ เธอเต็มไปด้วยอดีตที่ปิดบังไว้มากมาย เธอเป็นลูกสาวภรรยาคนแรกของ ทาจิบานะ เคียวซึเกะ เหยื่อในคดีฆาตกรรมตอน เบย์ออฟเดอะรีเวนจ์

• ฟูมิคาซึ ฮาบะ ให้เสียงพากย์โดย ไดกิชิ ฮากาตะ

ผู้ช่วยเก่าของเคียวโกะ อายุ 30 ปี ผู้ทะเยอทะยานที่ถูกจับกุมในข้อหาเรื่องความมั่นคง จนต้องฆ่าตัวตายในคุก ต้นเหตุของเรื่องราวทั้งหมด

• คุซาคาเบะ มาโคโตะ ให้เสียงพากย์โดย โทกุโยชิ คาวาชิมะ

อัยการของกรมตำรวจนครบาลญี่ปุ่น อายุ 40 ปี ผู้ที่ต้องทำคดีของโมริ โคโกโร่ คอยทำงานรับใช้หัวหน้าอย่าง ซายาโกะ

• อิวาอิ ซายาโกะ ให้เสียงพากย์โดย มินะ โทมิยากะ

หัวหน้าฝ่ายอัยการหญิงของกรมตำรวจนครบาลญี่ปุ่น อายุ 40 ปี ผู้สั่งฟ้องโมริ โคโกโร่ในคดีที่เขาไม่ได้เป็นคนก่อ เพียงเพราะหลักฐานชี้ไปที่เขา