《唐砖》的主要演员及所饰角色如下：
张佳宁 饰 李安澜/小冉李世民与墨家门人田若兰的私生女，武艺高强且心灵手巧，性格固执刚烈但恩怨分明，兼具江湖儿女的侠义与女儿家的傲娇羞涩。
王天辰 饰 云烨/云不器现代科考队后勤安保人员，穿越后凭借现代知识与机智封侯拜爵。头脑清晰、逻辑力强，个性直率带点“贱皮”，对感情专一，对兄弟义气。
张智尧 饰 李世民唐朝第二位皇帝，唐高祖李渊次子。对内以文治天下、虚心纳谏，对外开疆拓土，但触及皇权时会残酷暴戾。因田若兰之死对李安澜心怀愧疚，却因沟通不畅导致父女矛盾。
袁咏仪 饰 长孙皇后李世民的皇后，太子李承乾与魏王李泰之母。贤淑公正且富有智慧，辅佐李世民治国，善于解决其不便出面的问题。对李安澜慈爱亲和，但在国家与亲情冲突时优先选择国家。
王文杰 饰 李承乾李世民与长孙皇后的嫡长子、当朝太子，云烨在唐朝的第一个好友。性格本分谨慎，因得不到心爱的女人和侯君集的引诱，最终走上谋反之路。
于子洋 饰 卢辛月山东大儒卢寿的孙女，精通诗词书画，性格温柔善良，是李承乾的爱慕对象。因家族变故沦为阶下囚，被迫嫁给云烨，后为保护太子而牺牲。
王永泉 饰 侯君集凌烟阁二十四功臣之一、兵部尚书，看似与世无争实则老谋深算。因害死李安澜母亲而不受重用，转而培养势力，引诱太子谋反，最终被云烨识破。
刘瑜峰 饰 程处默程咬金之子，云烨与李承乾的好兄弟，性格冲动鲁莽但热血义气，是典型的军人形象。
曹扬 饰 程咬金唐朝开国大将，性格直爽、心直口快，敢言他人不敢言之事，对李世民忠心不二，欣赏云烨并助其进入朝廷。
马跃 饰 魏徵唐朝宰相，刚正不阿、敢于直言犯上，是朝堂文臣代表。因李安澜的身份问题多次与李世民冲突。
李光复 饰 李渊唐朝开国皇帝，李世民之父，生性温和、重视亲情。玄武门之变后退位，对子孙争权夺利感到痛心，因田若兰之故偏爱李安澜。
丁可儿 饰 苏婉秘书丞苏亶之女、太子妃，知书达理、聪慧机敏，为保护太子不惜牺牲自己，临终前仍劝其不可一错再错。
赵秦 饰 田若兰墨家门人，李世民秦王时期的恋人，李安澜之母。玄武门之变中为救李世民而死。
胡文喆 饰 长孙冲长孙无忌之子，风流公子哥，表面寻花问柳实则城府颇深，常替父亲办事。
