《大唐情史》主要演员表如下：
主演：
李世民由唐国强饰演。唐国强是中国知名影视男演员、导演，现为中国国家话剧院一级演员，代表作包括《小花》《三国演义》《雍正王朝》《长征》等，曾获金鹰奖最佳男主角、飞天优秀男演员等多项荣誉。
高阳公主由沈傲君饰演。沈傲君本名赵燕，满族，中国大陆女演员，1997年因百事可乐广告出道，代表作包括《神医喜来乐》《西藏秘密》，曾获第16届上海国际电影节最佳女主角奖。
辩机和尚由聂远饰演。聂远是中国内地男演员，2000年毕业于上海戏剧学院，代表作包括《天下粮仓》《雪山飞狐》《绣春刀》，曾获第五届大众电视双十佳十佳演员奖。
玳姬由张彤饰演。张彤毕业于中央戏剧学院96级表演系本科，代表作包括《还债》《女人花》《胭脂雪》，曾主演家庭伦理剧《贤妻良母》。
其他演员：
长孙皇后由赵倩饰演；杨妃由颜丹晨饰演；房玄龄由岳跃利饰演；长孙无忌由强子饰演；李承乾由钟诚、陈冠泽饰演；李恪由潘耀武、李彤饰演；李泰由袁世龙饰演；李治由霍亚明、马可饰演；房遗直由马晓伟饰演；房遗爱由潘粤明饰演；魏征由许松源饰演；武则天由秦岚饰演；玄奘由徐少华饰演；宗将军由张山饰演；阎立本由韩振华饰演；李建成由张世会饰演；孚老汉由陆野饰演；静奴由盖益饰演；孚由由赵尔玲饰演；李佑由刘锷饰演；长孙蔷儿由印小天饰演；禄东赞由卢勇饰演；庶戒由丁凯饰演；白小姐由吴静饰演；李淳风由郑汝镐饰演；房夫人由壮丽饰演；侯君集由王频饰演；李元吉由刘海波饰演；江夏王由高亮饰演；文成公主由叶小闽饰演；阴妃由沈蓉饰演；李君羡由李曙明饰演；乳娘由顾静洁饰演。
