1942年，正在抗日战争焦灼之时，日军突袭新四军在北方地区的一处兵工厂，保卫兵工厂的独立团特务连浴血奋战，终因寡不敌众，阵地失守，连长孔圆被俘。孔圆的哥哥孔方是一名大学数学教授，精通数学逻辑分析，曾留学日本，对日军的情况有所了解。在新四军帮助下，孔方和未婚妻——心理学教授向海音混进日军占领区，里应外合，发动反攻，成功救出了弟弟和兵工厂人员并夺回了阵地。本剧取材于黄崖洞兵工厂保卫战以及众多兵工厂事迹，用普通人的事迹展现出一幅各阶层人民联合抗战的生动历史画卷。
王千源 余男 南宫珉 潘斌龙
张艺谋 赵小丁 陈敏正 马光荣 谷轩昭 白小妍 王星会 黄海 捞仔 张涛 封柏 贾文瑞 任茂成 邓超 孙俪 郑恺 王千源 胡军 关晓彤 吴磊 王景春
陈宝国 杜志国 王千源 于越 李修贤 张兆辉 骆达华 尤勇智 刘德凯 李立群 刘跃军 李静 董明 宋楚炎 熊睿玲 施京明 张志坚 陈逸恒 艾东 黄奕良 李卓远 一真 刘敏涛 谭晓燕 谢宁 乌日根 杨作玖 于彦凯 张喜前 曹梦格 王笛
邓超 孙俪 郑恺 王千源 王景春 胡军 关晓彤 吴磊 封柏
杨幂 李东学 孙坚 王琳 田丽 周绍栋 魏宗万 吴刚 周乐 李芳雯
童瑶 白宇帆 于和伟 张若昀 李沁 吴刚 毛晓彤 高曙光 许凯 何赛飞 吴彦姝 刘亦菲 林一 胡亚捷 刘宇宁 佟丽娅 罗一舟 章若楠 张子贤 王雷 闫妮 李光洁 蒋欣 关晓彤 周洁琼 梅婷 陆毅 吴倩 高露 颖儿 曹斐然 马伊琍 于适 景甜 张晚意 孟子义 李昀锐 颜安 张萌 周深
丁志诚 原雨 吴刚 岳秀清 王挺 杨立新 姜武 冯远征 高曙光 刘金山
黄志忠 吴刚 柳小海 李倩 左小青 沙溢 柯蓝 吴越 邵兵 谭凯 王劲松 包贝尔 赵龙豪 金士杰 白志迪 程煜 吕一 练练 周晓鸥 黄薇
吴奇隆 刘诗诗 叶祖新 吴映洁 岳跃利 霍政谚 寇振海 郭家豪 周奇奇 吴华新 霍建华
郭晋安 曾宝仪 赵亮 寇振海
黄觉 祖峰 郭珍霓 孙洪涛 寇振海 王奎荣 姚安濂 赵汉唐 陆玲 杜若溪 黄品沅 曹克难
苏有朋 蔡琳 赵雅芝 狄龙 寇振海 胡静 王艳 牛萌萌 赵强 贾乃亮 保剑锋 林江国 张梓宸 于谨维 严昆
胡军 柯蓝 冯恩鹤 陈锐 佟凡
黄志忠 倪大红 李幼斌 李乃文 柯蓝
易立竞 韩红 黄晓明 俞灏明 周杰 周笔畅 王珮瑜 李开复 海清 柯蓝 丁锐 马薇薇
刘烨 何杜娟 孔维 刘斌 杨奇鸣 曲波 王放
王志文 陶泽如 刘威 张晓林 田海蓉 吕凉 孔维
唐嫣 罗晋 吕一 张晞临 孔维 魏千翔 王笛 林永健 徐程 侯京健 宗晓军 张译木 陈佳佳 高晓菲 胡倩琳
金娅妮 郑雯 郑安琦 孔维佳 柯豆 马瑞 李念念
李一桐 刘宇宁 祝绪丹
陈晓 周冬雨 贾景晖 叶青 刘雪华 肖涵 米热 毛林林 任山
陈莎莉 施羽 张韶涵 王珞丹 赵贞恩 霍政谚 贾景晖 李晨涛 王新 鲁昕儿 艾伟 午马 来子旸 王锐
杨蓉 贾景晖 梁缘 田小洁 于洋 金美伶 王雅捷 陈逸恒 秦卫东
白恩 吕星辰 赫子铭 王璐 宋撼寰 杨俊生 小林成男 冯家妹 郄路通 陈俊杰 美浓轮泰史 刘俊焘
克里斯蒂安·贝尔 倪妮 张歆怡 黄天元 韩熙庭 张逗逗 佟大为 曹可凡 渡部笃郎 黄海波 窦骁 聂远 高虎 秦昊 李玥敏 白雪 袁杨纯子 孙佳 朱良奇 小林成男 山中崇 保罗·施耐德 李纯 顾璇 周梦乔 周羽 邓莉 苏小妹 钱柳吟 叶清源 戴瑶君 沈俊然 李楚楚 金子欣 李瑞琦 谷艺璇 许佳丽 张照怡 王靖雯 谭逸敏 赵伊聪 来喜 奇道 王超北 王羽铮 李飞 王聪 项斌 郭晓明 涩谷天马 梶冈润一
岸谷五朗 美木良介 有森也实 大地义行 大泽树生 曾根晴美 隆大介 石桥莲司 菅田俊 山口祥行 本田博太郎 山下真司 井上晴美 安冈力也 天宮良 小林成男 本宫泰风 曽根悠多 三池崇史 山城新伍 丹波哲郎
曹舒慈 伊戈尔·卡列斯科夫 娜塔莉亚·苏尔科娃 杜源 陈瑾 刘之冰 石原和海 小林成男 南好洋 侯天来 吴军
白鹿 王星越 姚安娜 赵晴 赵弈钦 张维娜 代露娃 李欣泽 侯长荣 何中华 赵子琪 卢星宇 杨星慧 耿乐 尹铸胜 丁笑滢 李岱昆 言杰 常铖
杨紫 胡歌 李光洁 张哲华 梅婷 袁弘 杨烁 周游 金巴 冯兵 更旦 苏鑫 宋楚炎 周放 周思羽 索朗旺姆 尕玛文加 才丁扎西
白宇 周雨彤 朱亚文 俞灏明 董勇 倪大红 保剑锋 郝平 蒋恺 尤勇智 张晓晨 刘畅 梅婷 于洋 张帆 吴昊宸 薛佳凝 海一天 赵子琪 尤靖茹 魏千翔 朱嘉琦 任宥纶 牛超 田雷 赫子铭 贾宏伟
彭昱畅 林允 刘冠麟 王天放 何瑞贤 吴俊霆 姚一奇 昌隆 叶祖新 杨新鸣 岳旸 魏子昕 沈浩 冯晖 王成思 晏紫东 孙旸 汤梦佳
黄景瑜 王传君 梁洁 李幼斌 萨日娜 张桐
赵丽颖 冯绍峰 朱一龙 施诗 张佳宁 刘钧 刘琳 高露 王仁君 王一楠 李依晓 陈瑾 王鹤润 张晓谦 李洪涛 曹翠芬 杨新鸣 谭希和 冯晖 秦焰 徐悦 王永泉 李若宁 韩烨 高子沣 康群智 马丁 刘岳 王梓薇 武笑羽 邓莎 陈雅斓 张含韵 刘楚恬 何昕芮 林夕 叶轩彤 赵秦 贾媛媛 陈梦希 王艳梅 刘希媛 张棪琰 涓子 傅淼 宁文彤 王子桀
杨旭文 杨志刚 郜思雯 陈创 孙雪宁 石悦安鑫
张译 张颂文 李一桐 张志坚 吴刚 倪大红 韩童生 李建义 石兆琪 李健 高叶 王骁 令卓 岳阳
杨志刚 杨旭文 郜思雯 陈创 孙雪宁 石悦安鑫 张子健 姚安濂 王劲松 范明 岳丽娜 刘智扬 牛宝军 罗嘉良 张黎明 牛北壬 马赫 周骏超 奚望 吴春怡 韩承羽 姬晨牧 任希鸿 冯玉玺 白庆琳 李星昊 王力 孙信宏 张怀公 曲霄宇 杨舒枫 林江国 徐福来 梁咏妮 张明明 都钊 周云深 依灵 任学海 孙灿 陈芊桦 埃米尔 达来哈里呼 崔一凡 甄少华 上官瞳 张文俊 徐伟 朱翔 晁志谦 张恒瑞 黄弼兴 李栋 张钧译 丁志勇 朱海军 吕春生 王铂清 王斌 魏子杨 王九胜 钟夫翔 郝明奇 杨猛 王焱 邵老五 张昆
孙俪 陈建斌 蔡少芬 李东学 蒋欣 陶昕然 斓曦 孙茜 张晓龙 刘雪华 李天柱 蓝盈莹 张雅萌 杨紫嫣 陈思斯 万美汐 热依扎 李宜娟 战菁一 唐艺昕 谭松韵 徐璐 毛晓彤 康福震 杨凯淳 刘钇彤 赵秦 王文杰 颖儿 郭萱 邬立朋 沈保平 梁艺馨 杨淇 何亚男 李佳璇 王一鸣
白敬亭 章若楠 陈昊森 张淼怡 翟潇闻 秦沛 鲍起静 孔琳 原野 陈嘉男 傅淼 冯韵之 索朗美淇 苏棋 吴宇恒 刘楚恬 魏子昕 邓英 魏浚笙 何炅
韩孝周 赵寅成 柳承龙 高允贞 车太贤 朴宝庆
演员：白鹿 王星越 姚安娜 赵晴 赵弈钦 张维娜 代露娃 李欣泽 侯长荣 何中华 赵子琪 卢星宇 杨星慧 耿乐 尹铸胜 丁笑滢 李岱昆 言杰 常铖
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演员：杨紫 胡歌 李光洁 张哲华 梅婷 袁弘 杨烁 周游 金巴 冯兵 更旦 苏鑫 宋楚炎 周放 周思羽 索朗旺姆 尕玛文加 才丁扎西
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演员：白宇 周雨彤 朱亚文 俞灏明 董勇 倪大红 保剑锋 郝平 蒋恺 尤勇智 张晓晨 刘畅 梅婷 于洋 张帆 吴昊宸 薛佳凝 海一天 赵子琪 尤靖茹 魏千翔 朱嘉琦 任宥纶 牛超 田雷 赫子铭 贾宏伟
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