在《非誠勿擾》中，葛優飾演壹名具有“特殊才能”的“海歸”，名叫秦奮。與《天下無賊》、《手機》裏嘗試新鮮造型不同，這次葛優飾演的秦奮在電影裏和生活中他本人的造型幾乎壹模壹樣。光頭，壹件最簡單不過的白色T恤，壹條休閑褲，不需要專門的化妝師和服裝師來打理。雖然外形樸素，但桃花運不斷，接連幾天都是跟美女相親：先是在十三陵風景區，葛優扮演的“海歸光棍”約見了壹位身穿黑色套裙的年輕姑娘;在後海著名的荷花市場與胡可談情後，又與壹位長腿美女相約打羽毛球。
天使集團投資人範先生範偉 飾
相比葛優的樸素，範偉造型卻頗具喜感，據北京同行透露，在壹次拍攝範偉飾演的範先生早起後發生在餐桌邊的情節中，他穿壹身紅白相間的條紋絲綢睡衣褲，桌上擺著豆漿、油條、小籠包等早點，飾演了壹位有錢人，符合範式幽默。雖然範偉在《非誠勿擾》中的戲份不多，但卻是非常關鍵的壹個人物。正是他和秦奮的壹筆交易，令秦奮的生活發生轉變才導致發展出後面壹連串的故事。
相聲演員出身的範偉與趙本山是多年來春晚的黃金搭檔。近年來，範偉頻頻涉足影視藝術創作，將相聲和小品元素融合在壹起形成獨特的藝術風格。在影視劇中，範偉有大量膾炙人口的形象在坊間深入人心。在馮小剛導演的賀歲喜劇《手機》、《天下無賊》中，範偉亦有出色表演。《非誠勿擾》中，馮小剛、葛優、範偉喜劇鐵三角再度出擊。
梁笑笑舒淇 飾
曾經夢想當空姐的舒淇終於在馮小剛賀歲喜劇《非誠勿擾》中圓了少女時代的夢，穿上空姐制服的她扮演的是“大新華”航空公司的乘務長。據透露，她的角色名字“梁笑笑”直接取自華誼兄弟公司的壹名員工。
此前，舒淇在《非誠勿擾》純情版預告片中的悲傷面容令很多觀眾印象深刻，與經典馮氏賀歲喜劇在大家心中的印象也截然相反。據透露，這個角色的性格確實與葛優飾演的秦奮完全相反，秦奮大情大性、開心幽默，梁笑笑則沈浸在自己的世界中，很憂傷，是馮小剛喜劇片中前所未有的形象。
舒淇表示：“我有問小剛導演，角色叫梁笑笑，是不是聽起來就要讓人覺得很開心，本身性格也有比較開朗活潑的壹面。小剛導演說，對，對，但內心是灰暗的。所以，我就用這個方法去抓角色的感覺。”
已婚男人方中信 飾
剛剛幸福成為父親的方中信八十年代以模特出道，多年來壹直以儒雅氣質和純熟演技深入人心，曾獲得第五屆華語電影傳媒大獎最佳男主角。2007年更是憑借《又見壹簾幽夢》中費雲帆壹角的優秀演出備受矚目。方中信近年將演藝事業重心放在內地，仍然偏愛寫實電影。
這個天秤座男人無法抗拒外面的感情誘惑，與笑笑糾纏不清，也認真的給過“三年後結婚”的承諾，但是對於基本宮天秤座來說，他內心的界限是分得很清楚的，老婆是老婆，情人是情人，所以，遇見了這樣的壹個男人，笑笑幾番掙紮，最後也是無果而終。
性冷淡女車曉 飾
秦奮跑到海口相親，遇到處女座新寡婦，她以前不知道丈夫每晚在哪裏如今終於知道車曉了。秦奮與她談起男女之性趣，她豎起壹根手指，秦奮試探性的問“壹月壹次”，卻得到了壹個“壹年壹次”的答案。有些處女座的潔癖，不單是通常意義的潔癖，她們還有可能會有精神潔癖，因此而出現性冷淡。
炒股達人胡可 飾
由於剛剛在馮小剛(聽歌)新片《非誠勿擾》中飾演“股票女”，胡可也小火了壹把。
對話：
秦奮：像我這種低價抄底收進來的，妳是準備長期持有呢？還是短線玩玩？
胡可：短線玩玩？妳有那爆發力嗎？只能長線拿著有當沒有
未婚媽媽徐若瑄 飾
這是即徐若瑄地鐵劇《背著妳跳舞》後推出的最新力作，因為在近期作品《戀愛兵法》、《背著妳跳舞》中的深刻演繹，和《雲水謠》中的不俗表現而受到金雞百花獎最佳女主角的提名，VIVIAN被內地、港臺的媒體、觀眾壹度追捧，甚至因其時尚帥氣的特質被“V迷”們親切冠以“V皇後”的頭銜。這次《非誠勿擾》的首映定在了劇中葛優和徐若瑄的定情之處杭州，也可謂是別有用心。
劇中的徐若瑄與舒淇上演了壹場針鋒相對“爭搶”葛優的好戲，由於徐若瑄檔期問題，“葛大爺”也是毫無怨言的在杭州苦等三天為與徐若瑄進行“相親”，並調侃到與美女相親就是得等，可見其受重視的程度。剛結束其他工作趕來杭州與葛優相約的徐若瑄也是迅速進入狀態，自然流露的表演令馮導對她大為贊賞，徐若瑄的出彩演技與極高的人氣為該片制造了壹大亮點。
墓地推銷員何佳怡 飾
何佳怡飾演的墓地推銷員以其獨特的職業身份、濃重四川口音以及相親的不純動機顯得極為特別，之後，葛優跟舒淇見面時圍繞墓地推銷員制造的笑料更讓人難忘，“媳婦沒娶成先買了塊墓地”也成為該片經典語錄之壹。
同性戀馮遠征 飾
電影《非常勿擾》上映後，馮遠征扮演的愛上葛優的愛茉莉被觀眾評為影片中最受歡迎的角色。馮遠征說，自從電影上映後，他的新麻煩也接踵而來，“甚至有同行問我說，妳要沒有愛茉莉的體驗，怎麽能演出這個人物來？”說到此，馮遠征無奈地笑了笑。 馮遠征說，演這個人物對他來說並不難，因為日積月累的生活觀察讓他早就對這類人物比較熟悉了：“我們身邊都會有這樣的人物，所以我在出演愛茉莉的時候也不用到處去問人家妳這樣是什麽感受。”在愛茉莉的服裝造型上，馮遠征為化妝師出了不少主意，他請化妝師將小拇指塗成紅色，而不大好粘的雙眼皮索性將錯就錯粘成壹大壹小。