《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 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。
张子健 梁冠华 曲栅栅 苑冉 刘蕾 郑楠 钱雁秋 刘亚津 李羲儿 郑诚 苏皓 须乾 杨增元 王心圣 赵军凯
丁嘉丽 梁冠华 瞿颖 谢园 邱悦
马恩然 李明珠 梁冠华
姚晨 袁弘 梁冠华 杨新鸣
宗峰岩 张子健 田乐 宁文彤
刘智扬 张子健 姬晨牧 王奎荣
张子健 王雨甜 柏华力·莫高彼斯彻 沈保平 石兆琪
牛犇 张艺兴 吴樾 张嘉益 吕中 黄轩 杜淳 杨烁 海清 赵秦 杨奇鸣 李建义
张平 伊春德 舒耀宣 吕中 谈莉娜
杨立新 谭元寿 吕中 郝荣光 景珂 张国民 赵滨 曲宁 郭晓晓 陶瑞
李治廷 金荷娜 文梅森 刘松仁 吕中 苑琼丹
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
吴樾 于娜 侯勇 王绘春 宁静 姜昕言 商蓉 陆诗雨 刘沙 沉浮 杨健广 杜旭东 熊英 于艳 邓淑丽 董娴
郝柏杰 田雨晴 杨丰宇 夏添 梁中书 石照杰 孟飞 须乾
文东俊 鲍丹 薛祺 宋恺 须乾 郭昊贤
文东俊 鲍丹 薛祺 宋恺 孙煌辰 须乾
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
韩雪 黄宥明 汤晶晶 瑛子 方晓莉 刘长纯 曹力 乔于庭 肖天 哈斯高娃 万潼 赵岩松 康磊
陈思诚 李彩桦 乔于庭 宋轶 扎西顿珠 廖学秋 周浩东
于承惠 靳德茂 淳于珊珊 赵志刚 计春华 万琼 熊欣欣
赵志刚 韩海华 王华 王美玲
朱旭 周任莹 赵志刚 张瑞阳
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
张子健 梁冠华 曲栅栅 苑冉 王智 刘亚津 严燕生 戴云霞 平田康之 铃木美妃
刘峰超 樊昱君 徐少强 佟小虎 淳于珊珊 田璐
淳于珊珊 王洛勇 孟飞
刘峰超 袁福福 淳于珊珊
吴京 寇占文 张译 代乐乐 惠英红 白那日苏 于荣光 张晋 林秋楠 淳于珊珊 谢霆锋 梁家辉 释彦能 李连杰 徐向东 孙艺洲 张艺泷 文俊辉 刘耀文 董思成 孟鹤堂 此沙 景瓷 于适 熊瑾怡 李嘉辉 梁壁荧 陈丽君 李云霄 莒谦朗
周翊涛 赵星卉
张德高 周倩
秦俊杰 徐璐 陆毅 胡海锋 张芷溪 朱刚日尧 莫小奇 孙佺 丁勇岱 丁海峰 吴秀波 吴越 胡静 李乃文 吴刚 刘威葳 许亚军 钱泳辰 李建义 张凯丽 冯雷 高露 许文广 岳红 张可盈 赵樱子 谭凯 孙添垚
于毅 刘智扬 肖茵 岳丽娜 杨昆 倪虹洁 王纯
漆培鑫 潘欣懿 谢伊博
吴军 李菁菁 李颖 宋雨霏
张若昀 焦俊艳 李现 程枫 屈菁菁 钱波 李肆童 侯茗皓 王宏伟 曲毅勇 胡翔宇 鲍奇龙 孙崇琨 张建科 刘笑语 王闯 周红 王泽熹 郭海文 吴景峰 于群 刘丽娟 葛敬凡 韩冰 刘子赫 柳金芝 石涵 陈城 张桐 张晓蕾 李思潼 王家瑞 李丽峰 李宝珍 高家琦 刘轩羽 闻玉龙 马颖杰 葛苏仪 李栋栋 陈秋诗 胡乃青 潘垚 王靖宇 关佩男 殷亚泰 邓皓 宋学北 单宝云 高蕊 龙怀忠 于明加 姚姝君 李贺 蒋易 杨嘉华 贾凤柱 于春 郝文婷 姜尘
董洁 杜淳 何晟铭 邓萃雯 曹曦文 张嘉倪 高昊 张晨光 汤镇业 白珊 苏青
赵本山 狄龙 毕畅 贺树峰 王小利 刘小光 唐鉴军 宋晓峰 蔡维利 于月仙 马心怡 闫光明 唐娜
汤敏 陈靖可 吴迪飞 姬天语 王聪 王思洁 邹梓越 郭震
彭禺厶 倪美诗 林枫烨 何绍宏 吴翎薇 岳冬峰 于子宽 张勇民
郭赫轩 陈芷琰 吴彦坤
演员：周翊涛 赵星卉
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演员：张德高 周倩
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演员：秦俊杰 徐璐 陆毅 胡海锋 张芷溪 朱刚日尧 莫小奇 孙佺 丁勇岱 丁海峰 吴秀波 吴越 胡静 李乃文 吴刚 刘威葳 许亚军 钱泳辰 李建义 张凯丽 冯雷 高露 许文广 岳红 张可盈 赵樱子 谭凯 孙添垚
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