Agents of S.H.I.E.L.D.
Nhân Vật và diễn viên chính

Clark Gregg vai Phil Coulson và Sarge / Pachakutiq:
Coulson là một đặc vụ cao cấp của S.H.I.E.L.D. và sau đó trở thành giám đốc của tổ chức. Vào tháng 4 năm 2013, Gregg đã đồng ý tham gia loạt phim khi nghe lời giải thích của nhà sáng tạo Joss Whedon về sự hồi sinh của Coulson, sau cái chết của nhân vật này trong The Avengers, mà anh gọi là "hấp dẫn" và "đúng với thế giới truyện tranh". Gregg đã hóa thân để phù hợp với sự thăng tiến của Coulson trong vai trò chỉ huy, điều này đồng thời buộc nhân vật phải có thái độ lãnh đạo hơn, giống như của Nick Fury. Sau khi bị Ghost Rider chiếm hữu trong tập cuối mùa thứ tư, dòng máu Kree giúp hồi sinh Coulson đã bị đốt cháy hết và cuối cùng anh chết sau tập cuối mùa thứ năm. Gregg đóng vai một nhân vật mới -Sarge- trong phần sáu và một phiên bản LMD cải tiến của Coulson trong phần bảy.
Ming-Na Wen vai Melinda May:
 Là một phi công của S.H.I.E.L.D và một chuyên gia về vũ khí. Lúc đầu, cô thỏa thuận với Coulson sẽ chỉ đảm nhiệm vai trò " người vận chuyển " và không tham gia các nhiệm vụ hiện trường nhưng sau đó đổi ý. Ming-Na Wen đã tiết lộ một số chuyện hậu trường của nhân vật nhưng không cho biết làm thế nào cô nhận được vai. Wen cũng tiết lộ rằng mỗi quan hệ của May với Coulson là lý do cô ở lại S.H.I.E.L.D bất chấp quá khứ của mình.
Brett Dalton vai Grant Ward và Hive:
Ward là một đặc vụ của Hydra được cài cắm trong S.H.I.E.L.D. Đạo diễn Jed Whedon giải thích rằng họ muốn có "sự xâm nhập phản bội" ở quy mô nhỏ (nhóm của Coulson) để làm nổi bật điều tương tự xảy ra trên quy mô lớn (toàn bộ tổ chức S.H.I.E.L.D) và làm cho việc gia nhập Hydra trở nên cá nhân hơn cho các nhân vật. Dalton cho rằng Ward luôn trung thành với John Garrett hơn là với chính Hydra, mặc dù anh ta vẫn là một nhân vật phản diện đối với S.H.I.E.L.D. Ward bị giết bởi Coulson trong phần ba, và cơ thể của anh ta bị chiếm hữu bởi một InHuman cổ đại là Hive (vẫn do Dalton thủ vai) . Sau khi Hive chết, Dalton trở lại loạt phim trong phần thứ tư để vào vai Ward trong Framework,  nơi anh vẫn là bạn trai của Daisy Johnson.
Chloe Bennet vai Daisy "Skye" Johnson / Quake:
Là một đặc vụ Inhuman của S.H.I.E.L.D. với khả năng tạo ra động đất. Ban đầu cô được biết đến như một hacker máy tính với tên gọi Skye và được tuyển dụng vào S.H.I.E.L.D bởi Coulson. Ở mùa 2 cô được biết danh tính thật của mình là Daisy Johnson đồng thời cũng là một Inhuman. Cô sau đó cũng được biết tới với biệt danh Quake.
Iain De Caestecker vai Leo Fitz:
Là một đặc vụ của S.H.I.E.L.D chuyên về công nghệ và kỹ thuật, đặc biệt giỏi trong việc chế tạo và sửa chữa vũ khí. Diễn viên De Caestecker miêu tả Fitz luôn " đam mê với công việc đang làm " nhưng không thông minh lắm về mặt diễn tả cảm xúc. Fitz có mối quan hệ chặt chẽ với Simmons; De Caestecker nói rằng họ " phù hợp với nhau theo một cách rất kỳ lạ."
Elizabeth Henstridge vai Jemma Simmons:
Là nhà khoa học của S.H.I.E.L.D chuyên về hóa sinh và nghiên cứu sự sống (cả con người và người ngoài hành tinh).Henstridge mô tả nhân vật của cô là "thông minh, tập trung và rất tò mò ..." . Cô có mối quan hệ đặc biệt với Fitz. Khi Fitz và Simmons bắt đầu dành thời gian cho nhau trong loạt phim, Henstridge lưu ý rằng nó "mang lại một động lực hoàn toàn mới cho những nhân vật của họ" vì họ gần như không thể tách rời kể từ lần gặp đầu tiên. Về sự khắc nghiệt trong tính cách của Simmons được thấy trong các mùa sau, Henstridge lưu ý rằng nhân vật này "luôn luôn rất toán học theo một cách nào đó". Simmons cũng có những "thay đổi" sâu sắc sau khi bị mắc kẹt trên hành tinh Maveth trong sáu tháng.
Nick Blood vai Lance Hunter:
Là một lính đánh thuê trước khi gia nhập S.H.I.E.L.D theo lời mời của Coulson. Blood mô tả Lance Hunter là người " không chấp nhận hệ thống phân cấp trong S.H.I.E.L.D". Anh nói thêm rằng nhân vật của mình rất độc lập và tự do nên không muốn có cảm giác bị phân biệt. Ngoài ra,  Lance Hunter không quá coi trọng hình thức và nếu Coulson làm gì đó anh ta không hiểu hoặc đồng ý , anh ta sẽ nếu ý kiến. Hunter là chồng cũ của Bobbi Morse và 2 người vẫn có mối quan hệ thân mật trong các phần phim.
Adrianne Palicki vai Bobbi Morse:
Là vợ cũ của Hunter đồng thời cũng là đặc vụ S.H.I.E.L.D. Lúc đầu cô xuất hiện với vai trò gián điệp của S.H.I.E.L.D trong Hydra và đã cứu Simmons về tổ chức khi cô ấy bị lộ. Palicki đã được mời đóng thử Bobbi Morse trong phần 2 và cô đã  được huấn luyện võ thuật và súng đồng thời học cách sử dụng cây gậy là vũ khí đặc trưng của nhân vật. Morse có phong cách chiến đấu khá tương đồng với Black Widow trong MCU.
Henry Simmons vai Alphonso "Mack" MacKenzie:
Là một thợ máy của S.H.I.E.L.D và luôn ngờ vực những người ngoài hành tinh cũng như các siêu anh hùng. Dù sở hữu thân hình to lớn nhưng Mark không thích bạo lực và luôn coi đó là lựa chọn cuối cùng khi không còn cách nào khác. Ở phần sáu, anh là người lãnh đạo tổ chức S.H.I.E.L.D sau khi Phil Coulson chết cuối phần 5.
Natalia Cordova-Buckley vai Elena "Yo-Yo" Rodriguez:
Là một Inhuman người Colombia với khả năng di chuyển cực nhanh và trở về điểm ban đầu chỉ trong chớp mắt (lý do mà Mark gọi cô là Yo-Yo). Cô miễn cưỡng gia nhập S.H.I.E.L.D và trở thành một phần của chương trình chiến binh Bí Mật rồi sau đó dần trở nên rất thân thiết với Mark. Khi lần đầu tiên thể hiện nhân vật, Cordova-Buckley thường mỉm cười mỗi khi Rodriguez chuẩn bị sử dụng khả năng của mình. Sau khi người hâm mộ phản ứng tích cực về điều này, nữ diễn viên đã biến đặc điểm này thành một tính cách đặc trưng cho nhân vật.