新人法医学者
万木朝顔 … 上野樹里
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神奈川県にある興雲（こううん）大学の法医学教室に勤める新米法医学者。
新米とは言え、もちろん医師免許も有し、周囲から一目置かれるほどに優れた技量と豊富な知識を併せ持つ、実直な人柄で、自分よりもつい相手のことが気になってしまう、愛情深く心優しい女性。
東日本大震災で母を失ったのみならず、遺体すら見つからないという癒しようのない悲しみを抱えており、その悲しみゆえに朝顔には、遺体を決して、どうして亡くなってしまったのか分からない“不詳の死”にはさせない、という揺るぎのない信念がある。遺体を前にした朝顔は「教えてください。お願いします」とささやきながら解剖をおこない、誰よりも懸命に、そして真摯に遺体に向き合っていく。そうして見つけられた遺体の真実は、時に犯罪を看破し、時に遺族の悲しみを癒やし、何より遺体が最後に伝えたかった想いを朝顔に語りかけていく。
刑事
万木平 … 時任三郎
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ずっと捜査畑を歩んできたベテラン刑事。朝顔に輪をかけて真面目な性格で、手がかりになる可能性が１%でもあるならば、どんな些細なことまでも調べ上げ、たとえ足が棒になろうとも聞き込みを諦めない。一方で平は、今なお時間があれば東北へ向かい、まるで“捜査”と同じように、東日本大震災に被災し行方不明となっている妻の遺体を探し続けている。
ある日、思いがけず、朝顔の法医学教室が管轄する警察署の強行犯係に異動することとなり･･･。
刑事
桑原真也 … 風間俊介
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朝顔の恋人。長らくの交番勤務を経て、ここ最近、平が異動してくる警察署の強行犯係に配属となった新米刑事。朝顔とは交番勤務時代からの交際で、もともと刑事になることが夢。正義感が強く謙虚な好青年な一方、小心者で心配性な一面も。異動してきた平と、何かとコンビを組むこととなり、義理の父親になるかもしれない上司との日々に胃が痛い思いをしている。朝顔の母のことを知ってからは、自分のことのように涙をこぼし、生来の人の好さと温かさで、父娘の心と結びついていく。
医学部生
安岡光子 … 志田未来
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2話から登場
アルバイトとして法医学助手を務める。時給目当てで応募しただけで法医学に興味もなく、周りの空気を読まずに思ったことをすぐ口にする光子に、最初は朝顔たちも振り回されることに。しかし、朝顔たちに接していくうちに徐々に変化が･･･。
検査技師
高橋涼介 … 中尾明慶
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解剖の補助や臓器の病理学検査をおこない、法医学者を縁の下で支える検査技師。高橋は並の法医学者よりも豊かな知見があり、法医学教室には、なくてはならない存在。同時に、その天真爛漫なキャラクターは研究室の皆から愛され、イジられる役回りになることも。
刑事
森本琢磨 … 森本慎太郎
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平が異動してくる強行犯係に勤める刑事。まだまだ刑事になり立ての桑原よりも、年下ながら経験は多く、桑原とはまるで同期のような存在。若者らしくスーツ以外も着こなし、爽やかな空気をまとっている。
刑事
愛川江梨花 … 坂ノ上茜
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平が異動してくる強行犯係に勤め、桑原と同じ新米刑事。男性に囲まれながらも、何も恐れることなく、ズケズケと発言できる女性刑事。
刑事・強行犯係係長
山倉伸彦 … 戸次重幸
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平が異動してくる強行犯係の係長。刑事としては敏腕で、結果を出せば評価する成果主義者。平のことは異動してくるまで面識がなく、最初は刑事として役に立つのか半信半疑。しかし平の仕事ぶりを間近で見て、急速に信頼関係が生まれていく。
法歯学者
藤堂絵美 … 平岩紙
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遺体の歯形や治療痕から身元を特定することを主な職務として、法医学教室に勤める法歯学者。同僚で法医学者の藤堂とは夫婦で子どももおり、竹を割ったような性格の絵美は、仕事場で夫と小気味の良いやり取りを見せつつ、夫のことを完全に尻に敷いている。
朝顔の母・平の妻
万木里子 … 石田ひかり
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朝顔の愛情深く心優しい部分は里子譲り。穏やかで茶目っ気たっぷりでユーモアもあり、まさに万木家の太陽だった里子。しかし、朝顔と東北の海沿いの街にある実家に帰省中、東日本大震災に被災。以来、里子は行方不明のまま、今日に至る。
検視官
伊東純 … 三宅弘城
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遺体が発見され警察が到着すると、まず遺体の状況を調べるのが検視官。伊東は、優秀な検視官であると同時に、人情味あふれる、その人柄から、平たち刑事からも何かと頼りにされる。鑑識の沖田宗徳（藤原季節）とは仕事以外でもコンビを組む。
法医学者
藤堂雅史 … 板尾創路
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法歯学者の絵美の夫であり、絵美とともに法医学教室に勤めるベテラン法医学者。どことなく優柔不断で、のらりくらりとしながらも、仕事は細やかで丁寧にこなし、朝顔も何かと頼りにする。話し言葉は関西弁で、妻の絵美には頭が上がらない。
主任教授
夏目茶子 … 山口智子
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興雲大学の法医学教室の主任教授。1つの死の影には多くの人たちの悲しみがあるのを忘れないことが仕事の矜持（きょうじ）。プライベートのモットーは「明日、死ぬかもしれないから」。その言動は自由奔放で神出鬼没、年齢不詳で謎多き女性。同時に、“法医学者・朝顔”の１番の理解者であり、朝顔にとっては法医学者を目指すきっかけにもなった、最も信頼を寄せる人物。加えて、父の平とも長年の親交を持ち、母を失った万木家にとっては、まさに“心強い姉”のような存在。
朝顔の祖父・里子の父
嶋田浩之 … 柄本明
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里子の父であり、朝顔にとっては祖父。もともと陽気な性格ではないものの、東日本大震災以来、余計にふさぎこんだように寡黙な時も。ただ孫の朝顔のことは可愛くてしかたない。里子の遺体を探しに東北に来る平のことを内心、あまり好ましく思っていない様子で……。
