一部电影的成功往往离不开演员与角色的完美契合，在电影《嫌疑人X的献身》中，演员表上的每一位名字都仿佛为角色而生，共同织就了这张令人扼腕叹息的情感与逻辑之网。若要细数这份侦探吧里被影迷们反复品评的演员表，其光芒首先聚焦于三位核心人物。
石泓的扮演者张鲁一，贡献了堪称整容式的演技。他精准捕捉了这位数学天才的孤僻、阴郁与内在的炽热偏执。微驼的背脊、闪烁回避的眼神、略显僵硬的肢体语言，将一个困于自我逻辑牢笼中的灵魂刻画得入木三分。他的表演并非简单的“阴沉”，而是在层层递进中，让观众逐渐窥见那冰冷计算下，如岩浆般汹涌的献身激情，最终在审讯室那场崩溃戏中达到顶点，令人心碎。
陈婧的扮演者林心如，则赋予了角色温婉坚韧与复杂惶恐的双重特质。她不仅是石泓心中那道纯粹的光，更是整个悲剧的缘起与核心。林心如的表演含蓄而富有层次，从最初的惊慌无助，到接受保护后的愧疚不安，再到最后知晓真相时的崩溃，情感转变细腻真实。她的存在，让石泓那极端沉重的“献身”有了可被感知的温度与重量，也使得故事的悲剧性更为深刻。
物理学教授唐川，由王凯饰演。他代表了理性、秩序与法律的外在视角。王凯塑造的唐川，自信、敏锐，有着精英的锐气，却在与老友石泓的智力角逐与情感碰撞中，陷入了情理法的巨大困惑。他的表演清晰地展现了角色从追寻真相的执着，到揭开真相后的沉重与迷茫，成为了观众代入故事、进行思辨的重要窗口。
此外，其他演员也功不可没。少年时期石泓与唐川的扮演者，寥寥数场戏便勾勒出人物关系的纯粹起源；警官罗淼（叶祖新饰）的务实与忠诚，构成了案件推进的常规视角；而陈婧的前夫傅坚（赵阳饰），其令人憎恶的登场，虽短暂却有效地推动了命运的齿轮。这些角色如同精密仪器上的零件，共同保证了叙事机器的严密运转。
这份演员表的出色之处，在于他们不仅完成了各自的角色使命，更产生了强烈的化学反应。张鲁一与王凯之间亦友亦敌的张力，张鲁一与林心如之间那静默而震撼的守护与亏欠，都让这场献身超越了简单的悬疑框架，直抵人性深处。他们在银幕上共同提出的关于爱与牺牲、逻辑与情感的终极命题，正是影迷们在侦探吧中津津乐道、争论不休的永恒话题。