电视剧《海天雄鹰》的主要演员及饰演角色如下：
核心主演朱亚文饰演谢振宇，是剧中的关键角色，承担重要剧情推动任务；侯勇饰演秦大地，以硬朗形象展现军人特质；李幼斌饰演衣振邦，其表演为角色赋予厚重感；杜淳饰演余涛，通过细腻演技塑造立体人物；郭广平饰演陶斯勇，展现角色独特性格；王珞丹饰演夏初，以女性视角丰富剧情层次；童蕾饰演乌晓，为故事增添情感张力。
重要配角赵达饰演康延成，通过细节刻画凸显角色功能；张瑶饰演陈亚红，以自然表演融入团队叙事；种丹妮饰演柳妮娜，为剧情注入活力；王放饰演耿见林，展现军人群体的多样性；李洪涛饰演张天一，以沉稳气质支撑关键情节；刘芮麟饰演青年吴惊天，通过年龄跨度表演展现角色成长；张光北饰演马副司令，以权威形象强化戏剧冲突。
特邀与客串演员王德顺饰演余兆年，以独特气质为角色增色；史兰芽饰演刘敏洁，通过专业表演丰富支线剧情；巫刚与郑晓宁均饰演舰长，虽角色重名但通过表演区分不同情境；徐佳饰演青年余兆年，与王德顺形成年龄对照；胡亚捷饰演侯团长，以经验丰富演员身份提升剧集质感；郭东文饰演周总，展现非军人角色的商业思维。
其他角色傅铂涵饰演秦熠，以童星身份参与重要家庭线；宁晓志饰演吴惊天，通过跨代际表演串联剧情；郭家豪饰演刘波，王磊饰演吴强，冯国强饰演张团长等，共同构建完整的军人群体形象；李悦铭饰演徐秘书，刘硕饰演江海，苗亮饰演凌凯等，通过细节表演填充剧情缝隙。
特别说明剧中存在凌晨饰演谢振宇的重复记录，可能为角色不同阶段或信息误差；傅达仁饰演小赵，虽戏份较少但体现剧组对配角塑造的重视；廖学秋、穆丽燕等资深演员分别饰演钱母、余母，通过生活化表演增强情感共鸣。全剧演员阵容涵盖老中青三代，通过层次分明的表演共同完成对海军航空兵群体的艺术呈现。
