蠟筆小新：3分鐘百變大進擊
人物

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未來人和英雄們
| 聲優 | 角色 | 介紹 |
| 村井國夫 曹冀魯（台灣） 黃尉斯（香港） | 未來人  |  來自未來的神秘角色，自稱為「時空管理員」。附身到小新的玩具光屁屁怪獸身上，和野原一家說明有關3分鐘世界的狀況，並懇求他們能夠協助修補時空扭曲的現象（和怪獸對戰）。為一發光能量球體，似乎能附著到任何事物上，劇中並無其他面目。只要野原一家拿起紅屁屁怪獸後，它就能賜與他們未來人的變身能力。 |
| 矢島晶子 蔣篤慧（台灣） 王慧珠（香港） | 小新超人  |  由小新所變身的英雄。角色設計參考超人力霸王。胯下有顆金黃色的球，用以吸收怪獸能量。屁股為外露狀態，可噴射屁火焰以飛行（一旦放屁中斷將失去飛行動力）；但是臭屁也能成為致命武器。對上吉他武士怪獸時，也曾變裝為吉他武士的扮相。最終決戰時，體悟了「正義的真理」出手拯救了大魔王．偽小新超人，令野原一家人相當感動。 |
| 福圓美里 王瑞芹（台灣） 譚淑英（香港） | 愛心女戰士  |  由美冴所變身的第一個英雄。青綠髮色，雙馬尾，戴眼鏡的魔法少女，有著兩套服裝。乘著星型物體飛行移動。手持的魔法手杖可發射吸收光線「愛心光波」和破壞光線「Love letter from Canada.For you」，魔法手杖另可變為大玩具槌「終極大槌」，雙手可製造愛心狀的防禦光盾。當變身為這個型態時，將由福圓美里配音。 |
| 楢橋美紀 王瑞芹（台灣） 譚淑英（香港） | 美冴戰士  |  由美冴所變身的第二個英雄。一頭紅色長髮的性感美女，服裝種類為女僕裝和魔法師裝，女僕裝名為俏女僕戰士；魔法師裝則名為魔力女戰士。服裝暴露度高。和愛心女戰士同樣乘著星型物體飛行移動。女僕裝型態時，可讓魔法手杖變為吸塵器；魔法師型態時，以帽沿可為利刃的巫帽和吸收怪獸的光線「愛心繩索」作為武器。對哥羅多羅一戰時，曾以手杖發射光束，但名稱不明。 |
| 楢橋美紀 王瑞芹（台灣） 譚淑英（香港） | 美人魚美冴公主  |  由美冴所變身的第三個英雄。美人魚，擅長水中戰。必殺招式為「美人魚噴泉龍捲風」。雖為美人魚，卻依然能於空中飛行。美冴所變身之英雄的共通點為皆拿著「魔法手杖」，這個型態亦能使用。 |
| 藤原啓治 于正昇（台灣） 黃志明（香港） | 廣志超人  |  由廣志所變身的英雄，具有多重型態。身著白色緊身裝，額頭和身體上各有一個新手駕駛標誌為型態一，身體上的標誌能夠巨大化為盾牌抵擋怪獸攻擊，也能噴出安全氣囊；身著附有披風的白色緊身裝，油頭，健美身材，胸前大大的「ひ」標誌（Hiroshi），如同超人般的外貌為型態二，擅長硬碰硬的肉搏戰，肺活量極大能將怪獸．火炎身上的火焰全數吹滅，胸前的「ひ」標誌也能同型態一變為巨大盾牌防禦攻擊（型態二的另一服裝為手套、鞋子變為紅色，無披風，雙手臂和雙腿上有著黃色流蘇）；穿著如競賽泳衣的藍白色緊身裝的樣貌為型態三，僅於對上哥羅多羅一戰時登場（時間極短）。 |
| 興梠里美 賀世芳（台灣） 張彩虹（香港） | 向日葵  |  由小葵所變身的英雄，沒有專屬英雄名（應為小葵不會說話無法命名）。原本的嬰兒服變為連身帽款式而戴著帽子，以鴨子便盆為交通工具（能於空中移動）。小葵的淒厲哭聲能夠驅動便盆發出強烈電流。 |
| 真柴摩利 賀世芳（台灣） 張彩虹（香港） | 小白  |  由小白所變身的英雄，和小葵一樣沒有專屬英雄名。除了四肢變得瘦長且身體變高大以外，其他完全沒變。劇中除了能夠飛行於空中以外，並未使用任何技能。曾被四頭怪獸波奇塔瑪塔羅米克嚇跑。 |
劇場版角色
| 聲優 | 角色 | 介紹 |
| 玄田哲章 魏伯勤（台灣） | 動感超人  |  於小新開頭的夢中登場。曾告訴小新「有關於『正義』的答案，需要自己去尋找」。故事尾聲時，由怪獸庫利拉幻化而成的實體型態。絕招為「動感光波」。 |
| 大瀧進矢 黃天佑（台灣） | 鋼彈勇士  |  故事尾聲時，由怪獸巴邦巴·邦幻化而成的實體型態。能於空中飛行，雙手可發射「鋼彈飛拳」。在對抗偽小新超人時，犧牲了自己的飛拳套上廣志的臭襪子，最終贏得勝利。 |
| － | 肥嘟嘟左衛門  |  故事尾聲時，由怪獸拉比賓關根幻化而成的型態，並非實體，而是「紙上的圖畫」。也因如此而無法說話，只能透過紙上的文字和小新一行人溝通。唯一不變的是，仍然跟小新他們收取高額的救贖費用。由於是張毫無戰鬥力的圖畫紙，在沒有任何表現下就被吹走了。時空危機解除後，再度變回紙張飄到了小新手中。 |
| 坂井真紀 楊凱凱（台灣） 周恩恩（香港） | 坂井真紀  | 三分鐘世界內的電視台記者。在廣志大敗牛丼後，曾出機訪問廣志。友情客串角色。 |
登場怪獸
怪獸: 介紹
庫利拉 :  最初登場的巨大怪獸。以雙腳步行，口中能發射青色火焰。曾吐出火焰攻擊，卻被愛心女戰士以愛心光盾抵擋並讓火焰塞回牠的口中而敗北。名字為「哥吉拉」的逆命名。最後，化身成動感超人協助野原一家。
拉頓 :  擁有巨大的翅膀，能夠任意飛行的巨龍怪獸。打算突擊被摔向大樓的廣志時，卻被他胸前標誌忽然彈出的安全氣囊擊中敗北。名字和造型皆來自「空中大怪獸拉頓」。
牛丼 :  牛頭人身怪獸。在與廣志的肉搏戰中敗北。
2960 2960:  鬼頭鳥身怪獸，能以時速6馬赫於空中飛行。曾抓住小葵往天空飛，而後小葵的哭聲出發了便盆的電流裝置，遭到電擊敗北。
卡馬戴 :  擁有蜈蚣般的紫色身軀，螳螂的鐮刀，臉部則為中國龍的怪獸，以大鐮刀為攻擊手段。最後被美冴戰士的吸塵器所吸收。
巴邦巴·邦 :  擁有哥吉拉外型的怪獸，頭部周圍有著特殊的電磁光束，可如傘蜥蜴張開，抵抗敵人攻擊。廣志的臭襪子使得光束消失，後被小新超人的光波擊敗。最後，化身成鋼彈勇士協助野原一家。
大鯖魚 :  巨大的黃金身軀魚型怪獸。後被美人魚美冴公主擊敗。唯一不於電視版登場的怪獸。
火炎  林士程（台灣）:  全身被火焰所包覆的怪獸，能夠任意發射火球。真面目枯燥乏味，害羞。被廣志超人以強大的肺活量將火焰吹散，進而吸收。
和平君 :  由螃蟹、龍蝦融合之怪獸。由美冴戰士切斷了雙螯敗北，最後被愛心繩索纏滿身體。
波田陽區（日语：）  于正昇（台灣）:  波田陽區手拿著吉他，喊了聲「我斬 - 」後，破壞了周遭的建築物（三分鐘世界的野原家也遭破壞）。自稱「吉他武士」。而後，武器吉他被小新的屁股給夾斷，悔恨之際說出「在下的屁股長了痔瘡啊，我要切腹啊」後，被小新超人吸收。波田陽區（日语：）亦友情客串配音演出。
拉比賓關根 :  外型類似兔子的怪獸，耳朵可釋放高達8200萬伏特的電擊。根據柳田理科雄的計算，這個電擊的極限距離為16m40cm。名字來自日本搞笑藝人關根勤的舊藝名Rabbit關根。不知是否為偶然，但野原一家所在的埼玉縣的大姓為「關根」（收錄於空想科學讀本5）。最後，化身成肥嘟嘟左衛門協助野原一家。
卡托利奴三世 :  昆蟲和鳥類融合而成的怪獸。
達納·西 :  身軀能夠如同氣球般伸縮自如，外形像貓卻有著鳥類的腳。可以一次吸一大口氣再吐出攻擊。其威力與小新超人屁屁噴發的空氣波勢均力敵。
奇利奇利邁 :  外形神似蝸牛的怪獸。
波奇塔瑪塔羅米克 :  具有一對紅色狗頭和一對綠色貓頭的四頭宇宙大怪獸，背上有著如蝙蝠般的翅膀。設定來自惡搞「哥吉拉」系列中的宇宙怪獸黃金三頭龍．王者基多拉。
哥羅多羅 :  粉色的身軀猶如軟泥一般，有著大量的眼睛、嘴巴的超巨大不定型怪獸。任何物理系攻擊皆無效。其特性及眼睛所發出的光線令野原家陷入苦戰，然而牠的弱點就在於相當懼怕「惡臭味」，一旦接觸到惡臭的氣味或是物體，粉色的軟泥會變為墨綠色，並有如雞皮疙瘩的反應，發現這個弱點的野原一家聯手動感超人和鋼彈勇士，最終敗給了小新超人的屁。未來人曾指出牠為「倒數第二隻怪獸」。
偽小新超人  蔣篤慧（台灣）:  最後出現的怪獸。由垂吊在東京鐵塔上的巨大之繭變化而成，根據未來人表示是時空偏差的能量給了它智慧。複製「這個世界最強的存在（指小新）」，外型與小新如出一轍。型態與小新超人一樣（惡搞自超人力霸王造型），胯下的圓球為黑色（小新超人為金色），身體顏色位置和小新超人相反，並由白轉灰。為了證明自己才值得配上「這個世界最強的存在」稱號而襲擊小新超人，後來靠著廣志的臭襪子與鋼彈飛拳的聯合招式成功干擾偽小新超人，使他撞上了東京鐵塔，卻在他正從東京鐵塔上摔下來時，小新超人因其「厲害的英雄應該要幫助弱小的人」的念頭及時出手相救，最後被美冴的轉轉神功擊敗。雖為最後的怪獸，但強度似乎不如哥羅多羅。角色原型來自《超人力霸王》中的宇宙人．扎拉布星人（日语：）所幻化而成的邪惡超人力霸王。