《北京爱情故事》主要演员表如下：
陈思成饰演程锋（风）
程锋是大德集团大老板的公子，典型的纨绔子弟，表面放浪不羁，实则因父亲外遇导致母亲早逝而内心受伤，以玩世不恭的行为报复父亲。他重义气，为朋友两肋插刀，却意外爱上好友石小猛的女友沈冰，最终洗心革面。陈思成是辽宁沈阳人，青年导演、演员、编剧，因自编自导自演的《北京爱情故事》广受关注，现为华谊兄弟旗下艺人。
李晨饰演吴狄（雾）
吴狄性格温和、单纯善良，渴望与爱人白头偕老。他对朋友重情重义，对前女友杨紫曦念念不忘，后与公司女上司小伍（吴狄异父异母哥哥吴魏的前女友）相恋。李晨是北京人，因《十七岁不哭》崭露头角，后凭借《生死线》《唐山大地震》等作品获广泛认可，2009年获国际艾美奖最佳男主角提名。
张译饰演石小猛（石）
石小猛是农村出身的北漂青年，与程锋、吴狄是死党。他为了女友沈冰的幸福努力打拼，却在得知程峰爱上沈冰后人生观崩塌，转而追逐金钱与地位。张译因《士兵突击》《我的团长我的团》等作品被熟知，曾服役于北京军区战友话剧团，现为华谊兄弟签约艺人。
杨幂饰演杨紫曦（春）
杨紫曦是时尚杂志社美编，吴狄的前女友。她因吴狄前途无望而分手，傍上花心大款ANDY后被抛弃，最终发现吴狄已与小伍牵手。杨幂是北京人，毕业于北京电影学院，因《神雕侠侣》《仙剑奇侠传三》等作品走红，2011年凭借《宫锁心玉》人气飙升。
张歆艺饰演林夏（夏）
林夏是时尚杂志社情感栏目编辑，程锋的前女友。她对程锋痴心等待，认为程锋对她与众不同，即便程锋花心在外也始终坚守。张歆艺毕业于中央戏剧学院，因《北京爱情故事》中林夏一角人气高涨，2012年主演电影《匹夫》。
