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- 马东
扮演者： 胡军
年轻的国家安全侦察员，思维敏捷、身手矫健、潇洒不羁，奉命潜入国家军工单位——202厂，暗中调查机密原料泄露，与国外间谍势力展开了一场惊心动魄的斗争。期间结识好友陈其乾，并与他共同爱慕厂花冯书雅，碍于任务与身份忍痛割爱。25年来，面对亲情、爱情与国家利益，他一次又一次陷入艰难抉择。
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- 冯舒雅
扮演者： 左小青
02厂总工程师冯景年的千金，也是军工厂的一名科研人员，是一名年经的技术骨干，也是80年代的一名新女性，更是马东和陈其乾心中的女神，其性格温柔细腻，雷厉风行，三十年后成为202厂的总工程师，主要负责航母的研发。
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- 陈其乾
扮演者： 赵立新
剧中饰演202厂助理工程师，其头脑聪明，才能卓越，努力上进，并且担负着家里弟弟妹妹所有人的生活重担，也正是这点才被奸人所利用，才最终导致他和兄弟反目。
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- 陈先明
扮演者： 高明
剧中饰演202厂的厂长，其为人正直严明。
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- 汪崇义
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- 王禹
扮演者： 刘交心
剧中饰演马东的伯乐，是一个经验十足的老道，既沉稳冷静又充满智慧。
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- 杜哲
扮演者： 郑昊
居中饰演J省国家安全厅五处侦察员。
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- 冯景年
扮演者： 侯长荣
剧中饰演冯舒雅的父亲，同时又是202厂的总工程师。
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- 马承志
扮演者： 高旭阳
剧中饰演冯舒雅的儿子，原本出国留学的他却突然带着女友回国，接着怪事接二连三，疑点重重，酝酿着一起更加严峻的间谍案。
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- 茹珂
扮演者： 奚望
剧中饰演一个潜伏很深的间谍组织头目，其内心复杂，城府极深。她是一名华裔女子，是马承志的未婚妻，通过与马承志的夫妻关系，隐藏自己的真实身份，活动在马东身边。她一面是娇小柔弱的女子，一面是幕后阴谋的黑手，徘徊于正邪之间。
