本作の説得力を支えているのが、日本映画界・ドラマ界の第一線で活躍する豪華キャスト陣の競演です。単なるミステリーの枠に留まらない、人間の業やトラウマを生々しく体現した俳優陣のキャスティングは放送当時から大きな反響を呼びました。
物語の軸となる新進気鋭の映画監督・長谷部香を演じたのは北川景子。自らの過去に深い傷を抱えながら、執念深く事件を追うストイックな表現者を見事に演じ切りました。そして、香から映画の脚本執筆を依頼される新人脚本家・甲斐真尋役には吉岡里帆が抜擢。自身が生まれ育った笹塚町で起きた事件と向き合う中で、家族への葛藤を露わにしていく繊細な心理変化を熱演しています。
さらに特筆すべきは、物語の鍵を握る死刑囚・立石力輝斗を演じた竹内涼真の怪演です。かつて妹を刺殺し、両親とともに自宅を放火したとされる凶悪犯の役柄に対し、無精髭と虚無感を漂わせた眼差しでアプローチし、従来の爽やかなイメージを完全に覆しました。妹の立石沙良役を務めた久保史緒里（乃木坂46）、真尋の師匠である大御所脚本家・大畠凜子役の黒木瞳、真尋の従兄役の黒羽麻璃央ら、脇を固める布陣も隙のない実力派が揃っています。
