卢一涛 (高旻睿 饰)
电脑高手，最初的梦想是成为中国的“乔布斯”，他并不想进入部队，更不想当潜艇兵，是一个四体不勤五谷不分的宅男，却在机缘巧合下成为了潜艇兵，在之后的军旅生涯中，邂逅了心思缜密细腻的金子晴和尚堂，在他们的训练和培养下，卢一涛渐渐寻找到了愿为之奉献一生的神圣信仰。
卢一涛的扮演者高旻睿介绍：
高旻睿，1996年10月9日出生，中国内地影视男演员。2015年，考入上海戏剧学院表演系;同年，因参加湖南卫视校园纪实综艺节目《一年级大学季》被观众熟知。2016年，主演青春军旅偶像剧《深海利剑》。
金子晴 (刘璐 饰)
金子晴，心思缜密细腻的心理教官，在严苛训练之下肩负疏导潜艇兵们心理问题的重任，其高冷的律己形象也与人性化的训练方式形成巨大反差。
金子晴的扮演者刘璐介绍：
刘璐，内地演员。2016年12月，主演由海军政治部电视艺术中心、北京电视台、北京鑫宝源影视投资有限公司、星梦工场文化传媒有限公司、北京完美影视传媒有限公司联合出品，著名导演赵宝刚执导的大型电视连续剧《深海利剑》。
尚堂 (王阳 饰)
雷厉风行、飞扬跋扈的“阎王”教官，377艇副艇长，立过两次二等功，五次三等功，嘉奖无数，是潜艇支队立功最多的军官，他拥有军人的血性与力量，在这些的伴随之下，他同样是一个骄傲的人。他用自己的生命热爱着他的工作，用自己的生命热爱的潜艇兵们。
尚堂的扮演者王阳介绍：
王阳(Wayne)，原名王洋，1978年3月13日出生于黑龙江省哈尔滨市，中国内地影视男演员，毕业于上海戏剧学院表演系。2004年，出演个人首部电视剧《谍战之特殊较量》，从而正式进入演艺圈。2005年，在现代浪漫功夫喜剧《我的功夫女友》中饰演男主角蒲少杰。2006年，出演个人首部古装剧《猜心妙手》。2007年，主演情感伦理剧《如果还有明天》。2008年，主演清装剧《上书房》。2009年，出演个人首部电影《舞蹈系》 。2011年，出演都市情感剧《极品男女日记》。2012年，在清装宫廷剧《宫锁珠帘》中饰演李为。2013年，主演家庭伦理剧《老米家的婚事》;同年，在古装言情剧《金玉良缘》中饰演柳文昭。2014年，主演现代医疗剧《青年医生》;同年，获得“尖叫2015爱奇艺之夜”年度最佳角色塑造奖、安徽卫视“国剧盛典”演艺青年偶像奖。2016年，主演青春励志偶像剧《王子咖啡店》。
吕奉光 (王强 饰)
艇长
吕奉光的饰演者王强介绍：
王强，1963年8月2日出生于黑龙江珍宝岛，上海戏剧学院毕业，海政电视艺术中心演员。
1988年，主演首部动作影片《死亡客栈》。1993年，出演四大名著之一的《三国演义》。1996年，参与中泰合拍的《龙珠》。2000年，获得“德艺双馨电视艺术工作者”称号。2002年，凭借《导弹旅长》"石志雄"获得第15届全军“金星奖”优秀演员奖。2006年，凭借《战争目光》“江永良”获得第21届全军“金星奖”优秀演员奖。2009年，出演军旅偶像剧《第五空间》。2011年，主演海军励志剧《火蓝刀锋》。2013年，参演抗战剧《雪鹰》。2015年，主演反映陆航部队电视剧《陆军一号》。
韩冰洋 (金禹伯 饰)
冷面硬汉，始终有个解不开的心结，身上背负着沉重的使命来到部队，面对聪慧大方的女军官张琳的真诚追求，韩冰洋也终于认清了自己的感情，打开心结不再冰冷。
韩冰洋的扮演者金禹伯介绍：
金禹伯(JK)，中国内地男演员，毕业于中央戏剧学院音乐剧表演系。
姜耀 (徐洋 饰)
卢一涛的死党，机械系高材生，为了红妆爱武装，一开始是为了挽回“制服控”女友黄小夏的心进入了潜艇部队，相互分离的两人有过挣扎，有过争吵，但最终还是克服了重重困境，各自找到了陪伴彼此的正确方式。
姜耀的扮演者徐洋介绍：
徐洋，11月30出生于辽宁，中国环境文化促进会常任理事。个人代表作《雅鲁藏布大峡谷》。2016年12月，出演电视连续剧《深海利剑》。
张琳 (周放 饰)
女中尉张琳，是一位刁蛮聪慧，从不服输的工程师助理，同样是海军装备研究所备受瞩目，多人追逐的“才女+财女”，因为韩冰洋一次英雄救美，导致张琳对其芳心暗许，甚至频繁接触卢一涛，也只是为了能够更近一步的接触到韩冰洋，上演了一场女追男的浪漫爱情大戏。
张琳的扮演者周放介绍：
周放(cassie)，1989年3月6日生于山东济南，毕业于上海戏剧学院07级表演系。
2009年因在电视剧《丑女无敌完美季》中饰演阿黛尔和《新还珠格格》中饰演柳红获得认可而在国内走红。2012年，在《戏点鸳鸯》中饰演梁玉石。2013年，在《隋唐演义》中饰演宣华夫人。2014年3月签约北京鑫宝源影视投资有限公司并参演赵宝刚导演电视剧《青年医生》饰演实习医生邹倚梦，该剧将于2014年11月18日在浙江、北京、天津、安徽四家卫视黄金档同时播出。2014年4月8日，在湖南卫视上映的电视剧《宫锁连城》中，饰演步青云。
鹿宁 (韩宇辰 饰)
海军雷达观通站学员。在经历严苛的训练之后，鹿宁迅速从一个懵懂的新兵，成长为合格潜艇兵，在冰冷潜艇与热血青春的强烈碰撞中，一次次成功驱赶敌国潜艇的骚扰，捍卫了国家的主权，最后成为我国379新型潜艇声纳部门长，并获得中校军衔。
鹿宁的扮演者韩宇辰介绍：
韩宇辰，毕业于中央戏剧学院，中国内地男演员。在大学期间就成功出演电影《太平轮》和《一步之遥》，并在2012年荣获有全球短片电影奥运会之称“九分钟电影锦标赛”的最佳男演员奖。代表作品：《游击英雄》、《双枪》、《义海》等。
高迪 (张家鼎 饰)
一位健康、阳光、乐天派，虽然部队的生活艰苦寂寥，但是怀揣一颗新奇之心的他却是生活得不亦乐乎，于潜艇兵生涯中展开了一段励志且富有意义的成长。
高迪的扮演者张家鼎介绍：
张家鼎，中国内地男演员。毕业于中央戏剧学院11级表演本科。
黄小夏 (王佳宇 饰)
姜耀的女朋友，头疼的是在大学毕业后，男友要去参军，两人从此将开始异地恋的艰辛岁月。为了和男友能有一个美好而光明的未来，她毅然一路追随，有时只是为了看望在部队的男友，她都会脑洞打开，想尽各种好玩的办法。
黄小夏的扮演者王佳宇介绍：
王佳宇，1992年10月12日出生于黑龙江省，毕业于中央戏剧学院表演系，中国内地女演员。2012年，出演个人首部电视剧《万水千山风情》，从而正式进入演艺圈。2014年，因在警匪题材电视剧《刑警战记》中饰演小美而在娱乐圈崭露头角。2015年，在刑侦剧《别让我看见》中饰演赵蕊;同年，出演恐怖悬疑片《道士出山3：外星古墓》。2016年，出演爱情喜剧片《成人童话》;8月，在家庭情感喜剧《小别离》中饰演波妞。
席楠 (袁布 饰)
席楠，一个阳光、满怀斗志的年轻人。
席楠的扮演者袁布介绍：
袁布，青年男演员。毕业于北京电影学院表演系，自幼喜欢表演。他不但长相俊秀，而且能歌善舞，非常有文艺天赋。在校期间，基本上所有的文艺活动都积极参加同时也获得了不少奖项。在自身条件不错的情况下，很快就与艺人公司签约，成为正式演员。
深海利剑演员表(其他演员)
船长 (魏大鸣 饰)
沈文 (滕旋 饰)
罗布晨 (李崇霄 饰)
陈渊 (刘丕中 饰)
卢父 (王志刚 饰)
洪涛 (张页川 饰)
白帆 (李锐铭 饰)
王祖怀 (陈姗姗 饰)
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