約翰·裏瑟（John·Reese）演員：詹姆斯·卡維澤，前美國特種部隊綠色貝雷帽隊員和前CIA探員，在一次行動中神秘死亡——他親手偽造了自己的死亡記錄。具備使用多種武器、空手格鬥和監視的技能。與億萬富翁哈羅德·芬奇聯手，運用一套獨特的辦法製止犯罪。
哈羅德·芬奇（Harold·Finch）演員：邁克爾·愛默生，一個深居簡出、極度重視個人隱私，且擁有億萬身家的天才軟件工程師，為一家軟件公司的幕後老板。他發明了一個程序，通過觀測已有的模式和計算因果律來識別有可能進行暴力犯罪的罪犯，此程序被稱為“機器”，可以吐出”可疑人士“即有可能傷害他人或成為被害人的人士的社保號碼，缺點是不能確定”可疑人士“為被害者還是加害方。芬奇的興趣是收集稀有書籍、黑膠唱片和XeroxAlto個人電腦，走路時會跛足且頸子轉動困難，脊椎曾受過重傷。受傷原因是政府想要抹殺一切知曉“機器”內情的人，和大學時期的好友奈森·英格拉姆一起卷入爆炸，奈森死亡，他僥幸未死。從那之後開始關心“機器”顯示的有關犯罪的號碼。
1st：天野雪輝（あまのゆきてる，Amano·Yukiteru）聲優：富樫美鈴，所持有日記為無差別日記，把自己身邊的事物無遺漏記錄下來，弱點是無法記錄自己的事情。
2nd：我妻由乃（がさいゆの，Gasai·Yuno）聲優：村田知沙，所持有記錄雪輝行動的雪輝日記，被芬奇的“機器”選定為”可疑人士“即有可能成為被害者或加害方的不明人士，受到約翰·裏瑟的追蹤和保護。
3rd：火山高夫（ひやまたかお，Hiyama·Takao）聲優：土門仁，所持有日記為殺人日記。
4th：來須圭悟（くるすけいご，Kurusu·Keigo）聲優：田中正彥；所持有日記為搜查日記。
5th：豐穰禮佑（ほうじょうれいすけ，Houjou·Reisuke）聲優：真田麻美；所持有日記為塗鴉日記。
6th：春日野椿（かすがのつばき，Kasugano·Tsubaki）聲優：仙台惠裏，所持有日記為千裏眼日記。
7th：戰場馬克（いくさばマルコ，Ikusaba·Maruko）、美神愛（みかみあい，Mikami·Ai）聲優：關智一（幼年：鬆元惠）、桑穀夏子，所持有日記為交換日記。
8th：上下灶（うえしたかまど，Ueshita·Kamado）聲優：今野宏美所持有日記為增殖日記。
9th：雨流美彌音（うりゅうみねね，Uryuu·Minene）聲優：相澤舞，所持有日記為逃亡日記。
10th：月島狩人（つきしまかりゅうど，Tsukishima·Karyuudo）聲優：平鬆廣和，所持有日記為飼養日記。
11th：約翰·巴克斯（ジョンバックス，John·Balks）聲優：土師孝也，櫻見市市長，所持有日記為觀測者日記。
12th：平阪黃泉（ひらさかよもつ，Hirasaka·Yomotsu）聲優：川原慶久，所持有日記為錄音機記載的正義日記。
13th：霧崎薊（きりさきあざみKirisaki·Azami）聲優：淺川悠，身著黃外套的女性，謎一般的日記所有者，所持有日記為攝像機記錄的視頻日記，能掌握預測範圍內的所有信息，並無法被11th的觀測者日記發現。