电视剧《真心英雄》的主要人物原型如下：
乌光启是第一单元《现场》的主角，其原型为中国刑侦界“刑侦八虎”之一的乌国庆。乌国庆是新中国第一代刑侦专家，担任国家处置爆炸恐怖袭击事件咨询组专家，参与破获多起重大爆炸案和凶杀案，被誉为“中国福尔摩斯”。剧中乌光启的草原人设定、骑马习惯以及爱吃肉等细节，均源自乌国庆的蒙古族身份。此外，乌光启拆弹的情节参考了枪弹痕迹鉴定专家崔道植的案例。例如，剧中用指甲刀拆弹的情节对应了崔道植辨别弹痕的传奇经历，展现了刑侦专家在极端条件下的专业能力。
刘嘉英是第二单元《无名》的主角，其原型为国家安全系统二级英雄模范陈昕茹。剧中刘嘉英由佟丽娅饰演，是盐港市国家安全局支队长，曾用十年时间追踪间谍车宗轩，并在身患乳腺癌后仍坚持工作。其原型陈昕茹同样从事反间谍斗争，以十年耐心从垃圾中寻找线索，最终成功破案，体现了国家安全战线工作者的坚韧与奉献精神。
其他单元主角包括斯菁（《公诉人》单元）、罗平安（《罗平安》单元）、许以柳、张一炀、纪云、潘青山等，均存在现实原型，但具体信息未完全公开。这些角色同样以政法系统中的真实英雄为蓝本，展现了不同领域政法工作者的专业素养和牺牲精神。
剧中反面角色亦有原型。例如，“陈书平杀妻案”的原型为咸阳某城区检察长陈某，剧版将其身份改为体制外企业家，通过艺术加工增强了故事的戏剧性和警示意义。
