1、范冰冰饰演李雪莲
农村妇女李雪莲，在一场荒唐的假离婚变成了真离婚的家庭变故之后，由于前夫的一句话，说她是潘金莲，这位本来怯生生、娇滴滴的女子，证明自己根本就不是潘金莲，为了洗刷自己的不白之冤，她花了无数的时间和精力去打官司、告御状。
2、郭涛饰演赵大头
这么多男人里，唯一真心对李雪莲好的就是厨师赵大头。从中学就开始暗恋她，处处照顾她。李雪莲第一次进京告状，没有他的无意相助，不可能见到首长。20年后又是他带着李雪莲逃过围追堵截，两人还差点结婚。但因为贾聪明的馊主意，弄巧成拙，李雪莲丧失了对赵大头的信任，他最后还是没能追上自己的女神。
3、大鹏饰演王公道
基层法官，李雪莲跟他有一点点亲戚关系。是第一个与李雪莲打交道的公务员，起初他想依法办事，但这么做的代价就是给太多人找麻烦。很快他就顶不住了，李雪莲抱着鱼死网破的决心来告状，但并不是所有人都愿意跟着她鱼死网破。于是这个有心无力的小人物就在李雪莲的阴影下折腾了20年。
4、张嘉译饰演马文彬
市长。对李雪莲很重视，不仅因为他是人民公仆，要为人民服务，还因为前任市长就是因为李雪莲告状而被撤职。但重视的方法有很多种，市长话不多，也非常讲道理，顾及大局。可惜李雪莲并不配合，这让他很烦恼。怎么解决这个麻烦，他运用自己的政治智慧，把麻烦交给了下边。
5、李宗翰饰演秦玉河
李雪莲的前夫，故事的源头，所有的麻烦都由他引起来。明明和李雪莲说好了为了生二胎“假离婚”，结果他另娶了一个老婆，还当众羞辱李雪莲“你是潘金莲”，这才让李雪莲告状告了20年。
6、赵立新饰演史为民
旧县长。他其实是第一个真心想帮助李雪莲的公务员，可惜一根针，千条线，掺合这事的不止他一个人。他还没来得及帮李雪莲把事情整明白，在其他人的“帮助”下，李雪莲已经丧失了对他的信心，越过他直奔北京而去，然后他就稀里糊涂被撤职。为民做主，光一个人动心思真不行。
