留学归来的高级知识分子，风度翩翩且绅士有礼，是一名高级机械专家，人称“姥爷”。在回国之后凭借机械技术成为了红极一时的实业家，因而也成了战场上各方势力争夺的目标 ，家人由此被牵连，更惨遭迫害。不愿意委身于任何一方的他决意为家人报仇，于是机智地利用不同的身份周旋在三方之中，最终不仅完成了复仇大业，更慢慢蜕变为一名真正的抗日英雄。

八路军抗战医院副院长，曾参加过万里长征的战地医生，也是一名坚强隐忍的女子。未婚夫被日本鬼子所炸死，因而抗日成为她的终身事业。被紧急派往天津策反“姥爷”，可两人却在斗智斗勇的过程中成为了好搭档。不仅说服了“姥爷”到根据地帮助八路军制造远程炮弹，两人更在相处中产生了感情，最终走到了一起。

抗日根据地侦察连连长，曾参加过红军长征，在八路军抗日根据地中因机智果断、骁勇善战而被称为“抗日英雄的赵子龙”。与战地医生谭丽萍是特别好的战友，心中也一直暗恋着她。奉命保护谭丽萍和曹骅鲤的安全，更参与了制造炮弹打击消灭日本鬼子的艰巨任务。

“姥爷”在日本留学时的同学，后来却成为日本侵略天津的最高指挥官。表面上看是一名科学家，但实际却是个城府极深的军国主义者，为了研制秘密武器，可以忍辱负重，甚至不惜牺牲亲人和朋友。为了“姥爷”而来到中国，目的就是收买他为日军制造原子弹的核心部件，以达到侵略世界的目的。

日籍驻华的战地记者，年轻漂亮且活力四射。对名声在外的“姥爷”仰慕已久，更凭借着自己显赫的背景而屡次间接帮助“姥爷”摆脱种种险境。敢爱敢恨，对感情有着执着而又勇敢的一面，为了追求到心上人而费尽功夫，是个古灵精怪又十分可爱的女孩。

军统女间谍，被派往姥爷身边企图拉拢其为国民党工作，但实际早在八年前两人在日本便已结识，更结下了兄妹之情。在经过一番争取之后，两人达成了共识，也促进了国共双方的全面合作，在共同抵御外敌的过程中也成了互相信任的战友。

军统高级特工，一开始奉命行事一心要除掉曹骅鲤，但在接触中逐渐被对方所做的事情而震撼，后因自己所喜欢的人被日本人杀害，最终成为姥爷的左膀右臂。为帮助姥爷与谭丽萍完成破坏雷电计划的任务，与小岛津次郎激烈对抗，并决然选择与姥爷共生死，最终为保护姥爷而牺牲。

姥爷所办车间的技术人员，原是一名吊儿郎当的小混混，喜欢钱财，后因日本人挟持了家人而只能为日方做事，更听从命令出卖了姥爷车间的机密，是剧中的反派角色。

“姥爷”曹骅鲤的女儿，文静可爱又乖巧，却被日本人残忍的杀害。伤心欲绝的姥爷决意要复仇，因此利用自身所学成为“枪械狂人”，并开始了自己的复仇计划，掀起一波又一波让日方闻风丧胆的夺命之旅。

日本特高科指挥官，是一个精明歹毒的反派人物，与曹骅鲤斗智斗勇，最终被姥爷设计铲除。