《我和我的祖国》演员表如下：
1、沃德乐（刘昊然饰演）
陈凯歌执导《白昼流星》单元主演，流浪兄弟之哥哥。
2、哈扎布（陈飞宇饰演）
陈凯歌执导《白昼流星》单元主演，流浪兄弟之弟弟。
3、老李（田壮壮饰演）
陈凯歌执导《白昼流星》单元，村官，退休扶贫办主任。
4、李婶（江珊饰演）
陈凯歌执导《白昼流星》单元，老李妻子。
5、主持人（徐峥饰演）
徐峥执导《夺冠》单元，主持人。
6、陈冬冬（吴京饰演）
徐峥执导《夺冠》单元，成年冬冬，奥运兵乓球金牌教练。
7、赵启美（马伊_饰演）
徐峥执导《夺冠》单元，成年小美，海归物理学家。
8、小美妈妈（刘涛饰演）
小美妈妈。
9、高远（张译饰演）
张一白执导《相遇》单元，高远。
10、朱涛（杜江饰演）
薛晓路执导《回归》单元，升旗手，朱涛。
11、宋月强（朱一龙饰演）
薛晓路执导《回归》单元，护旗手，宋月强。
12、安文彬（王洛勇饰演）
薛晓路执导《回归》单元，外交部礼宾司副司长、交接仪式总指挥。
13、莲姐（惠英红饰演）
薛晓路执导《回归》单元，女港警。
14、华哥（任达华饰演）
薛晓路执导《回归》单元，钟表师傅，莲姐丈夫。
15、吕潇然（宋佳饰演）
文牧野执导《护航》单元，中国空军女飞行员。
16、林治远（黄渤饰演）
管虎执导《前夜》单元，林治远。
17、军人（王千源饰演）
徐峥执导《夺冠》单元，军人。
18、梁昌寿（欧豪饰演）
管虎执导《前夜》单元，梁昌寿。
19、林治远妻子（梁静饰演）
管虎执导《前夜》单元，林治远妻子
20、小美（樊雨洁饰演）
徐峥执导《夺冠》单元，小美。
21、方敏（任素汐饰演）
张一白执导《相遇》单元，方敏。
22、小护士（周冬雨饰演）
张一白执导《相遇》单元，小护士。
23、冬冬（韩昊霖饰演）
徐峥执导《夺冠》单元，冬冬。
24、一丹（佟丽娅饰演）
文牧野执导《护航》单元，飞行员。
25、少年吕潇然（张子枫饰演）
文牧野执导《护航》单元，少年吕潇然。
26、吕潇然男友（雷佳音饰演）
文牧野执导《护航》单元，吕潇然男友。
27、带头男兵（韩东君饰演）
文牧野执导《护航》单元，带头男兵。
28、张北京（葛优饰演）
宁浩执导《北京你好》单元，出租车司机。
29、张北京前妻（龚蓓_饰演）
宁浩执导《北京你好》单元，张北京前妻。
30、汶川男孩（王东饰演）
宁浩执导《北京你好》单元，汶川男孩。
31、吕潇然母亲（陶虹饰演）
文牧野执导《护航》单元，吕潇然母亲。
32、中学老师（郭京飞饰演）
文牧野执导《护航》单元，中学老师。
33、指挥（袁文康饰演）
文牧野执导《护航》单元，指挥。
34、吕潇然父亲（王砚辉饰演）
文牧野执导《护航》单元，吕潇然父亲。
《我和我的祖国》部分角色介绍
1、林治远（演员黄渤）
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。
2、老方（演员耿乐）
开国大典升旗仪式的备用升旗手，只有林治远电动升旗失败，他才有可能直接参与启动人工升旗的工作。作为顺利升旗的最后一道坚实保障，他把保障顺利升旗这件事看得比个人的荣誉甚至生死更重要。
3、高远（演员张译）
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。
4、方敏（演员任素汐）
高远的恋人，当爱人如人间蒸发般与她分别三年之后又与其相遇，虽然不能相认，但在她发现爱人与这一历史洪流相关时，她也自然卷入其中。1981年，她通过电视找到了爱人为事业牺牲的答案，也摧毁了一直坚持她生活下去的念想。
5、陈冬冬（演员吴京、韩昊霖）
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。