林治远演员：黄渤
身为负责开国大典升旗仪式中电动升旗杆的设计者，他却无法保证“万无一失”，因为这同样是新中国第一个电动升旗装置，是他自主研发设计，还没有经过足够多的实验检测。他不断的克服重重困难，向来恐高的他最终克服心理障碍，爬上20多米高的广场旗杆，解决了技术问题。
老方
老方演员：耿乐
开国大典升旗仪式的备用升旗手，只有林治远电动升旗失败，他才有可能启动人工升旗，直接参与历史瞬间。作为顺利升旗的最后一道坚实保障，他把保障顺利升旗这件事看得比个人的荣誉甚至生死更重要。
高远
高远演员：张译
参与“两弹一星”工程的科研人员，作为无数国防科技战线中的一员，由于原子弹研发工作保密度极高，同事之间也互不知姓名，他三年未与家人联系，后来他因病离岗，却在公交车上偶遇曾经的恋人方敏。
方敏
方敏演员：任素汐
高远的恋人，当爱人如人间蒸发般与她分别三年之后又与其相遇，虽然不能相认，但在她发现爱人与这一历史洪流相关时，她也自然转移其中。1981年，她通过电视找到了爱人为事业牺牲的答案，也摧毁了一直坚持她生活下去的念想。
陈冬冬
陈冬冬演员：吴京（成年）韩昊霖（幼年）
小时候的冬冬家里有一台电视，于是街坊们就让他搬来大家一起看，为了保障其他人观看比赛直播，他忙来忙去一直修电视天线，不但放弃了看比赛的机会，还无奈错过与青梅竹马的小伙伴小美的告别。三十多年后，他成为了乒乓球教练，最终与小美重聚。
朱涛
朱涛演员：杜江
作为升旗手，他是在中国香港升起第一面国旗的人。为了确保五星红旗分秒不差飘扬在香港上空，他刻苦训练不懈怠，在高度的精神压力下，他在鼻子内血流不止的情况下仍然保证了中国香港回归“一秒不差”。
