《碟中谍5》主要演员及角色介绍如下：
主演
伊森·亨特：由汤姆·克鲁斯饰演。他是团队核心人物，面对技艺高超组织的追杀，需保护团队并与敌人斗智斗勇。汤姆·克鲁斯（Tom Cruise）是美国电影演员、制片人，1962年生于纽约州，1981年进入演艺圈，代表作包括《壮志凌云》《生于七月四日》《碟中谍》系列等，多次获奥斯卡提名。
伊莎·福斯特：由丽贝卡·弗格森饰演。她是一名自信、冷血且功夫高强的女刺客，在任务中搭救伊森并与其合作对抗犯罪组织。丽贝卡·弗格森是瑞典女演员，早年出演肥皂剧，凭借《白皇后》崭露头角。
威廉·布兰德：由杰瑞米·雷纳饰演。他是特工分析员，表面冷漠实则聪明过人，暗中与伊森保持联络。杰瑞米·雷纳（Jeremy Renner）1971年生于美国加州，2010年因《拆弹部队》获奥斯卡最佳男主角提名，2012年饰演《复仇者联盟》中的鹰眼。
班吉·邓恩：由西蒙·佩吉饰演。他是团队技术奇才，高智商计算机专家。西蒙·佩吉（Simon Pegg）1970年生于英国，代表作包括《僵尸肖恩》《热血警探》《星际迷航》系列等，2013年确认回归《碟中谍5》。
阿兰·胡恩利：由亚历克·鲍德温饰演。他是中情局大人物，伊森的上司。亚历克·鲍德温（Alec Baldwin）1958年生于纽约长岛，代表作有《追击赤色十月》《甲壳虫汁》等。
所罗门·莱恩：由肖恩·哈里斯饰演。他是神秘国度组织成员，追杀伊森团队，因未获有效资料决定摧毁情报所。
其他演员
包括文·瑞姆斯（饰Luther Stickell）、阿美莉嘉·奥利沃（饰Turandot）、西蒙·迈克伯尼（饰Atlee）、张静初（饰Lauren）、Jorge Leon Martinez（饰CIA agent）等。
