JaredHarris飾演蘇聯(lián)科學家ValeryLegasov，被克里姆林宮指派調查該事故。

StellanSkarsg?rd飾演蘇聯(lián)部長會議副主席﹑蘇聯(lián)能源局領導BorisShcherbina，他在事故發(fā)生數(shù)小時后被指派領導政府委員會，但當時政府還沒意識到反應堆已經爆炸；作為這史無前例人為災難的高級應對官員，他發(fā)現(xiàn)自己身陷政治體系問題，以及得面對這場核災難不停攀升的傷亡人數(shù)。

EmilyWatson飾演蘇聯(lián)核物理學家UlanaKhomyuk，她致力調查切爾諾貝利的真相，好使未來不會再發(fā)生同類事件。但調查期間令她與想埋葬可怕秘密的人造成沖突，為了真相她得冒著失去自由，甚至生命的危險。