《我的奇妙男友2之戀戀不忘》的演員主要有Mike、虞書欣、李歌洋、田依桐 、付嘉、楊逸飛 、楊之楹、劉冠翔、魏哲鳴等。
田凈植
演員虞書欣
配音喬詩語
壹個懷有特異寶寶的媽媽，天然衰的田凈植打通了任督二脈壹躍成為國民女神
薛靈喬
演員Mike
配音王凱
超級人類，傲嬌面癱的薛靈喬華麗轉身成為情話王，也不再是壹個人的戰鬥，而是組團出擊，和暗黑勢力做鬥爭。
葉美笑
演員田依桐
配音李詩萌
富家千金，外表冷艷、獨立果敢，個性鮮明的她與田凈植惺惺相惜。她為愛執著堅持，因兒時與雲臻的壹次偶遇，便對他情有獨鐘，化身“忠犬系”女友，默默地守護與等待，牽扯出二人壹段妙趣橫生的追愛之旅。
雲臻
演員李歌洋
配音蘇尚卿
與薛靈喬壹樣，也是基因突變的超級人類，活了三百多年，他多金更多情，顏值高又新潮，身邊從來不缺追捧者，是萬千少男少女的夢中情人，過著如同明星般耀眼又充滿戲劇性的生活。他表面玩世不恭，處處留情，內心卻是常人無法體會的孤寂。
李晏之
演員付嘉
配音趙毅
警察、田凈值前男友，默默守護田凈值，負責查證基因突變人的案件
馮凍凍
演員楊逸飛
身兼雙重身份的他，壹個身份是田凈植的男閨蜜助理，個性軟弱卻對田凈植忠心不二；另壹個身份則是壹名神秘的網絡黑客，多次遭遇神秘事件的田凈植和薛靈喬，都是他化身為黑客幫助她們化險為夷。
江亦恒
演員魏哲鳴
基因突變者,也是S組織成員之壹，田凈植的醫生，腹黑男。
白露
演員楊之楹
配音張喆
基因突變者,也是S組織成員之壹，她精通電腦，性格高冷，總是拒人千裏之外，實際上她很害怕被人發現。
秋月白
演員劉冠翔
基因突變者，S組織創始人，田凈植的舅舅，成熟霸道總裁。