约翰·纳什
罗素·克劳饰
个性孤僻的数学家。他拒绝与别人相处，由于科研路上的挫折和情感世界的缺乏，患上精神分裂症，并出现一系列光怪陆离的幻觉。但纳什在妻子艾丽西亚的帮助下，通过自己顽强的毅力，战胜了疾病。
威廉·帕彻
埃德·哈里斯饰
纳什想象出来的人物，在病情加重的时候出现，自称供职于美国国防部，要求纳什为国效力。他体现了纳什渴望成功的一面。
艾丽西亚·纳什
詹妮弗·康纳利饰
外表漂亮，性格温柔，思维缜密的物理系学生。她打动了纳什的心，两人共同走进婚姻殿堂。她发现丈夫患有精神分裂的疾病后，内心几近崩溃，但一直没有放弃对丈夫的帮助和陪伴。
查尔斯
保罗·贝坦尼饰
纳什想象出来的一个室友、好朋友。因为纳什心灵孤独，所以将查尔斯视为认可他、理解他、鼓励他的人。和纳什自己不同，查尔斯从来不会因为课业而感到压力。
