红细胞(赤血球(せっけっきゅう))
主要工作是负责日常运送养分、氧气或二氧化碳。制服外套与帽子(形似红细胞)可以双面使用，运送氧气与养分时鲜红色面朝外，运送二氧化碳时则是暗红色。由于是没有线粒体的细胞，所以仰赖葡萄糖作为养分来源(漫画中以吃冰呈现)。一旦受物理、化学、生物等因素影响死亡，就会触发溶血反应。
AE3803(AE3803，声：花泽香菜(日本);杨诗颖(中国台湾);王愫稣(大陆))
本作的主要角色之一，形象为红短发的少女，个性温和开朗富朝气。故事开始时刚脱核不久，是手握《身体地图》时也能迷路的新人。在肺炎球菌侵入事件中结识了“U-1146”，两者开始经历连串的人体反应事件，随着剧情发展逐渐培养出坚强的性格，和“U-1146”交情匪浅，实则于骨髓时期已和“U-1146”有过一面之缘。
在本作的初始单回原型作品“细胞之话(细胞の话)”中，邂逅和经历白细胞“U-1116”寿限到期的事件，该短篇故事尾声以AE3803和转生为“U-1117”的白细胞作结。
红细胞母细胞(赤芽球(せきがきゅう)，声：花泽香菜〔AE3803〕、泊明日菜(日本);连思宇〔AE3803〕(中国台湾);王愫稣(大陆))
红细胞的幼年型态。前驱细胞生成后，由造血干细胞选别转化为红细胞母细胞，在骨髓中由巨噬细胞照料成长。当红细胞母细胞足够成熟时，巨噬细胞会取下在帽子上的细胞核，让红细胞母细胞转为红细胞，这个过程被称为脱核。“AE3803”在骨髓时期就曾经因为迷路而遭到细菌(绿脓杆菌)袭击，以此契机遇见还是骨髓球的“U-1146”。
AA5100(AA5100，声：远藤绫(日本);陈贞伃(中国台湾);穆雪婷(大陆))
形象为棕色长发的女性。为“AE3803”刚脱核时负责带她熟悉环境的前辈，虽然已经没有责任关系，但是还是经常陪伴总是迷路的“AE3803”送货。
NT4201(NT4201，声：石川由依(日本);叶于嘉(中国台湾);严艺楠(大陆))
“AE3803”负责指导的新进红细胞。个性极度冷静，对前辈AE3803的脱线行为感到十分无奈，但对她在艰难情况下仍要完成工作的举动十分钦佩。
DB5963(DB5963，声：近藤孝行(日本);马伯强(中国台湾))
于出血性休克事件通过输血来到这个世界(身体)的外部红细胞，说话带有口音。
中野一花(中野 一花(なかの いちか)，声：花泽香菜)
长女，特征为不对称短发，右耳带着单耳环。对风太郎的称呼为“风太郎君”。
是个俏皮的女孩，成熟妩媚，有着小恶魔个性、喜欢逗弄他人的一面，因为大姐姐气质的关系，在班上有许多仰慕者。擅长观察周遭的人，非常关心自己的妹妹们。刚起步的新人女演员，常在学业之余进行演艺活动。总是看起来很懒散的样子，在外穿搭整整齐齐，但居家能力相当糟糕，在家十分邋遢，房间也相当杂乱，睡着时有脱衣服的习惯。
在烟花大会的演员试镜事件中与风太郎确立“伙伴”关系并自此开始对风太郎产生好感。然而因为查觉到三玖喜欢上了风太郎，所以选择支持妹妹的恋情并压抑自我的感觉。直到在林间学校事件后开始明确对风太郎的爱恋，但也因此陷入左右为难的局面。一花为了顾全姐妹的情谊而继续压抑自己，却也因此承受巨大的内心压力，在得知二乃也喜欢上风太郎时更是加重，直到四叶鼓励才释怀，但也觉醒了对风太郎的独占心。后伪装成三玖以间接方式告白，还假借三玖之口说出有利自己的言论。虽然一度决心要不择手段，但修学旅行时东窗事发后，不但深深伤害了三玖，还失去了风太郎的信任，后为了偿还而将机会让给三玖。修学旅行将结束时前去找风太郎谢罪，却反而得到他的抱歉，最后仍情不自禁的亲吻风太郎。
在风太郎生日时，准备了礼品卷当生日礼物。在修学旅行中一花的对白可知，五年前她曾被风太郎错认为是“照片中的孩子”并与他一同打扑克。在四叶回忆里提到，头发是在初中时期因为便于参与社团活动自己主动剪去的。
五年后已成为国际知名的大明星，回国参加四叶的结婚典礼。
代表颜色为黄色，喜欢的食物是咸鱼，讨厌的食物是香菇，喜欢的饮料是星冰乐，喜欢的动物是河马，喜欢的电视节目类型是戏剧，拿手的学习科目为数学，每日的惯例为慢跑。喜欢有海外名人出演的电影。喜欢的地点是床。喜欢阅读小说。
野月季代(野月 キヨ(のづき きよ)，声：花泽香菜)
本作女主角之一，故事开始时16岁，担任屋形料理人的年轻少女，制做的料理拥有令人心情放松的作用。不擅长运动和手工艺。和堇、健太为儿时玩伴。青森县出身，父亲在外地工作，和祖母相依为命。原本是为了当舞妓抵达京都学习的舞妓后补，但被阿市看出不俱备舞妓的资质而准备在一年前的春天返乡，偏逢时任屋形料理人病倒和舞妓们吃腻了便当，利用现有食材做了亲子丼而让舞妓们获得满足感，被阿市任命为继任屋形料理人。
篝(篝(かがり)，声优：花泽香菜)
被称为“键”的少女，双臂绑着红色缎带，拥有银白色的短发，穿着黑色的连衣裙，喜欢饮罐装咖啡。仅有少数对象能够感知她的存在，能将极大量的对话内容压缩成若干几字。为本作品的核心女角色。
其真实身份为星球意识的化身，月球篝与地球篝为双生子，为了寻找让世界延续的可能而现身星球表面，当世界需要重新塑造的时候，就会发动“救济”进行大规模的毁灭行动，然而人类的纷争与地球资源被过度消耗，导致地球已经处于无法再重生的状态，地球篝遂将剩余的万能之力全数传递给月球篝，由后者协助探索能帮助世界延续的未来。由于人类忌畏篝会发动“救济”毁灭地球的特性，但亦对“救济”带来的变化观点有所分歧，为因应此事而分别组成主将消灭“键”阻止“救济”的“守护者”组织及主张借由“救济”改写世界消灭人类的“盖亚”组织。
月线里的月球篝起先对瑚太朗抱有防备心，但由于瑚太朗在数度运用改写能力尝试和她互动的过程中，发现篝喜欢饮用咖啡的嗜好，特地准备咖啡给她而卸下心防，透过瑚太朗的帮助找到真正让世界延续的方法，将瑚太朗连同万能之力传回地球。地线后期瑚太朗向地球篝展示世界的美好记忆时，加岛樱已经指挥盖亚发动“救济”，迫使瑚太朗为阻止“救济”忍痛手刃地球篝，其后瑚太朗也在篝消逝后受过度启用“改写”能力的副作用影响魔物化，最终变成一株大树。
地线与动画尾声，超自研的五名女主角将瑚太朗以魔物型态从树里召唤出来与缔结契约，六人共赴登陆月球之行，并且在月球发现篝的踪迹。游戏版结局篝以幼苗的姿态现身月球;动画版的原创结局中，人型状态的月球篝和瑚太朗深情拥吻。
园神凛祢(園神 凜祢(そのがみ りんね)，Sonogami Rinne，声：花泽香菜)
评级：
综合危险度：SS、空间震规模：S、灵装：S、天使：SS
能力值(凶祸乐园中状态)：
力量：110(205)、耐力：180(220)、灵力：210(244)、敏捷：101(209)、智力：170(200)
喜欢的事物是照顾士道，没有什么讨厌的事物。
游戏《凛祢乌托邦》的女主角，于精灵们开始不明原因的暴走与士道开始感到身体不适时出现在士道面前。自称是士道的童年朋友，家住士道家隔壁并每日来士道家做饭与打扫。性格温驯可爱，非常照顾士道，为典型贤妻良母型的女生，也因其性格关系，很快便与士道及精灵们混熟。
本体并非精灵，而是强大的灵力残留的集合体，自称识别代号为〈支配者〉Ruler(ルーラー)只能在其自身结界〈凶祸乐园〉Eden中存在，令音将之描述为纠正世界之力。
在整个天宫市范围张开结界——天使〈凶祸乐园〉Eden(凶禍楽園エデン)，实质为可以实现士道任何梦想的伊甸园，拥有能将结界内的世界重置的能力，而重置世界的关键就是士道本身的死亡。在其中数次的轮回中，杀死得知真相的士道后将世界重置。
在世界数次重置后，凛祢自身力量的削弱使得〈凶祸乐园〉无法重置士道和众人的记忆。但她仍希望继续维持乐园的梦境。经历数次失败的约会后在取水塔显露真身决定杀死士道后重置世界，士道回忆起自己与其他角色相伴的五段梦境后，被赶来的包括狂三本体在内的众人解救。凛祢见已无力回天，来到天宫塔顶层发动了〈凶祸乐园〉的特殊能力【无家可归者】Paradise Lost(無へと帰す者パラダイス・ロスト)，试图让(结界内的)世界永远存在下去。众人合力帮助士道来到凛祢面前，士道否定了乐园所创造的虚假幸福，并告诫凛祢只有依靠自己的双手争取而来的才是真正的幸福，并于最后的梦境中，在展望台回绝了凛祢与他永远驻留乐园的请求。感悟到何为幸福的凛祢强吻士道后被其封印，〈凶祸乐园〉因而瓦解。士道此时方知唯有凛祢无法离开结界，凛祢亦在对痛不欲生的士道表白后消失。而士道等人则回到现实世界，且记忆回到了与凛祢相遇之前。
灵装是以蓝色系为主的连身长裙，整体形象酷似占卜师般。
与〈幻影〉Phantom存在某种合作关系，故事的最后在虚空中与〈幻影〉交谈并得到其认可。
《凛祢乌托邦》中存在一个凛祢转校来到来禅高校与士道相见的IF结局。
在《凛绪轮回》中借助了“女儿”凛绪的力量，再次出现在士道的面前。最后劝说凛绪交出不完全〈凶祸乐园〉的支配者，并在士道再次接吻封印后解除了结界，也再次的消失在士道的面前以及众人的记忆中。
《凛绪轮回》中有着一个士道大学毕业后与凛祢结婚并一同养育凛绪的IF结局，并且与士道一同经营一间吃茶店。
士道回到五年前与〈幻影〉相遇时，被〈幻影〉借用了凛祢的形象，士道对这个形象抱有“既熟悉又陌生”的奇妙感觉。
高宫菜穗(高宮 菜穂(たかみや なほ)，Naho Takamiya，配音：花泽香菜/演员：土屋太凤)
本作女主角。有着比起自己更以他人的幸福为优先的拘谨的性格。喜欢翔。因收到10年后的自己写的信，而得知即将于未来发生的一切人事物。受到未来的自己所托，希望拯救翔的心，阻止他自杀。10年后与须和结婚，两人育有一子。
在TV动画结局成功挽回翔的性命。剧场版则是做出与平行世界不同的选择，跟翔在一起。
川本日向(川本 ひなた(かわもと ひなた)，声：花泽香菜，演：清原果耶)
三姊妹之次女，中学三年级。15岁。一直都很开朗又有朝气，但也有非常纤细的一面。跟姐姐一样，有着喜欢大吃特吃美食的习惯。
因为好友兼同学的佐仓千穗遭遇欺凌而挺身相助，结果佐仓转学后换成自己被当成欺凌目标，而哭喊著自己并不后悔的模样深深打动了零的心。
对于料理并不太擅长，与桐山零关系较近。在升入桐山零所在的驹桥高校后，日向开始留起了波波头，并加入了手工部，由于性格还比较小孩子恋爱方面很天然，对零抱着的是如同家人一般的情感。
沙岛悠水(沙島 悠水(さじま ゆうみ)，声：花泽香菜)
高二生，生日是6月26日。
性情开朗充满活力，是学园内的气氛制造者，擅长烹饪。最喜欢漫才和被吐槽等幽默的表现，每每倏忽做出引起周围注意的举措。
作为小队成员非常憧憬队长椿芽和万能美少女伊绪，本人战斗能力也很高。
与第二小队的凉子是好朋友。
攻击属性为射击，武器是弓，战斗服颜色为水色、青色加绿色。
白羽·菈菲尔·恩兹沃斯(白羽=ラフィエル=エインズワース)
配音：花泽香菜
生日：3月19日
身高：160cm
体重：48kg
三围：B89(F cup)/W59/H86
一看就让人觉得是善良的天使，但其实是个抖S。
与珈百璃是旧相识。
戏弄周围的人来消磨无聊。
是个巨乳。