《神探狄仁杰2》由《关河疑影》、《蛇灵》和《血色江州》三个扑朔迷离、惊险离奇的故事组成。《关河疑影》发生在武周年间。契丹犯境，烽烟迭起。武则天（吕中饰）任命狄仁杰（梁冠华饰）为河北道行军大总管，调查边情战事失败原因。《蛇灵》讲述蛇灵逆党兴风作浪再起波澜，一场刺杀与保卫的暂无内容激烈较量由此拉开战幕。《血色江州》讲述江州血案不断发生，狄仁杰与护卫李元芳（张子健饰）如何树藤摸瓜，挖出真正为害人民的恶魔的故事。
姚晨 袁弘 李九霄 梁冠华 杨新鸣
范伟 黄渤 刘桦 代乐乐 莫小奇 刘亚津 梁冠华 韩童生
梁冠华 朱嫒媛 徐秀琳
姜文 李保田 瞿颖 刘信义 葛优 李雪健 尤勇智 张艺谋 赵本山 焦刚 梁冠华 李琦 方青卓 杜旭东 傅彪 陈晓花 李强 常戎 张伟平
张子健 王雨甜 柏华力·莫高彼斯彻 沈保平 石兆琪
刘智扬 张子健 姬晨牧 王奎荣
葛优 陈道明 瞿颖 仲星火 张子健 李诚儒 曹力 富大龙 何赛飞 黄宗洛 孙皓
张子健 刘德凯 六小龄童 淳于珊珊 钱雁秋 贺刚 关悦 张楷依 钟卫华 韩含 杨棋珺 钱冠荣 戴云霞 王心圣 杨增元
徐峥 莫文蔚 胡静 吕中 王耀庆
吕丽萍 濮存昕 李雪健 吕中 张丰毅 宗平 郭宝昌
李治廷 金荷娜 文梅森 刘松仁 吕中 苑琼丹
范伟 陈小艺 赵君 张炜迅 吕中
林京来 王昌娥 何秋萍 何思融 姜昕言
姜昕言 李全忠 原瑾泓 马世红 郝岩 吴倩 马晨
文东俊 鲍丹 薛祺 宋恺 孙煌辰 须乾
文东俊 薛祺 鲍丹 孙煌辰 须乾
文东俊 鲍丹 薛祺 宋恺 须乾
高发 刘爽 须乾 周迎红 汤振华 温建飞 陈树清 张承好 张平 钱洪亮 倪小京 王红 储蓄 王建成
梁冠华 吕中 张子健 须乾 祝延平 钱雁秋 蒋欣 彭丹 刘爽 姜晓贝 严燕生 赵军凯 张树平 韩振华 赵志刚 韩继明 李世龙 贺松寿 梅志刚 孔庆子 李海峰 卢明 陆继东 夏志平 韩木墩 潘耀初 符学斌
张若昀 李沁 陈道明 吴刚 李小冉 袁泉 于荣光 辛芷蕾 李纯 宋轶 刘桦 田雨 王阳 于谨维 郭麒麟 高曙光 李强 于洋 海一天 肖战 佟梦实 刘端端 张昊唯 李俊贤 刘润南 韩玖诺 刘美彤 韩昊霖 崔志刚 贾景晖 代文雯 李子峰 崔鹏 杜玉明 赵柯 许还山 曹翠芬 李建义 郑毓芝 梁爱琪 李洪权 赫子铭 罗二羊 傅迦 赵振廷 董可飞 康杰 张恒瑞 郭家诺 常铖 于安 淮文 孙亦沐 王铮 邓童天 乔于庭 林静 于小鸣 姜洋 东靖川 阎鹤祥
郑业成 赵露思 王萌黎 刘怡潼 蒋依依 代云帆 毛方圆 王星瀚 李路琦 李明峻 许梦圆 张兴泽 刘锡明 乔于庭 张鼎鼎
聂远 吴谨言 钱泳辰 毛俊杰 郭家铭 李呈媛 冯恩鹤 白凡 乔于庭 孙玮 楼佳悦
蒋欣 陆毅 李雅男 王汀 冉旭 宋晨 杨安琪 郭鑫 郑佩佩 恬妞 施羽 吕莹娜 乔于庭 纪宁
霍思燕 郭晓然 葛思然 唐以诺 赵志刚
赵志刚 韩海华 王华 王美玲
于承惠 靳德茂 淳于珊珊 赵志刚 计春华 万琼 熊欣欣
朱旭 周任莹 赵志刚 张瑞阳
张子健 梁冠华 曲栅栅 苑冉 须乾 戴云霞 严燕生 刘亚津 傅隽 赵志刚 王心圣
梁冠华 张子健 曲栅栅 须乾 严燕生 吕中 苑冉 李俊琪 刘蕾 戴云霞 铃木美妃 郑诚 傅隽 李士龙 王心圣 钱雁秋
杨天翔 凌振赫 吴俊全 宣晓鸣 卢力峰 孙路路 刘校妤 路熙然 李诗萌 胡亚捷 巴赫 徐佳琦 邱秋 商虹 陈喆 汤水雨 姜秋再 巫蛊悠悠 付博文 严燕生 范哲琛 杨凯祺 蔡壮壮 谢轶辉 栾立胜
张东 陈张太康 李诗萌 季冠霖 张喆 梁晓强 宣晓鸣 商虹 张艺 钱文青 周莹 曾梦玉 羊仔 景向谁依 郭政建 严燕生 林强 王秋皓 杨洁 木易 柒夜
张桐 洪天照 淳于珊珊 王劲松 于越 杨轶
侯桐江 淳于珊珊 楚晓龙 朱莉 宋美儿
宋洋 淳于珊珊 连凯 李晓红 蒋一铭
董博 淳于珊珊 赵燕国彰 孙振鹏 孔雀哥哥
剧雪 董勇 王同辉 郑萍 周诗璇 王一楠 祝希娟 迟嘉
陆凯 翟鹏 邵琪 吴玮蓉 王宜谦
王艺瑾 邓凯 林妍柔 陈鑫海 曾宥臻 赵一博
关泽强 丁嘉旭 徐梵溪 王紫逸
王一博 王子旋 严禹豪 丁冠森 吕小雨 焉栩嘉 程启蒙 胡耘豪 卢洋洋 高泰宇 王姿允 宝弟 黄馨瑶
明道 赵毅 商蓉 张晞临 邬君梅 何翯 秦焰 王彩平 魏巍 王博谷
苗侨伟 佘诗曼 林峯 沈震轩 陈敏之 江美仪 许绍雄 高海宁 梁竞徽 邓健泓 黄祥兴 刘江 梁靖琪 韩马利 吕珊 苏恩磁 陈倩扬 欧瑞伟 彭怀安 李海生 李冈龙 林伟 何启南 张振朗 张国强 贝安琪 罗乐林 蔡康年
孙淳 剧雪 吴秀波 浦蒲 吴冕 耐安
韩月乔 杜旭东 杨若莹 刘思梦 王耀
申晓明
黄觉 姚笛 明道 王子文 任东霖 魏千翔 高宝宝
张婧仪 牛骏峰 曾黎 郎月婷 郝平 浩歌 梁冠华 阿如那 焦刚 杨子骅 刘泊霄 栾元晖 李晓川 周知
演员：剧雪 董勇 王同辉 郑萍 周诗璇 王一楠 祝希娟 迟嘉
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演员：陆凯 翟鹏 邵琪 吴玮蓉 王宜谦
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演员：王艺瑾 邓凯 林妍柔 陈鑫海 曾宥臻 赵一博
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