以下內容涉及劇透，請謹慎閱覽，以免降低欣賞作品時的興趣。 連城究
真人版演員：神木隆之介
聲優：緒方惠美
性別：男
昵稱：小Q
年齡：14歲
身高：161CM
體重：53KG
血型：O型
星座：白羊座
女友：美南惠
本作主角，以名偵探為目標的中學三年級男生。學習成績壹般，語言能力並較差，而且又不懂遊泳，但其推理能力十分出眾。Q之所以想成為偵探，是因為六歲時曾經被壹位“偵探叔叔”從壹個犯罪集團的綁架中救出，而那位“偵探叔叔”後來將自己的偵探心得的筆記本給了Q。殊不知，這個“偵探叔叔”就是其父親“連城曉”。個性較樂天，但當有案件發生時他就會認真起上來。為人有些好色，並經常因為看見了惠的“裙底風光”而被惠拳打腳踢；另外他並曾經與金太在溫泉旅館偷窺女性洗澡，但最後也是被惠發現兼被惠拳打腳踢。手上戴著的表經常無故停掉，而經常令Q誤導時間。他的名言是“不能堅持到底的偵探，將使真相永遠石沈大海！”(又譯“如果連偵探都放棄的話，那麽案情將永遠陷入迷宮之中！”)、“提示有（數字）個！（說明提示）。而答案只有壹個！”。不過這幾句話也時不時會被同伴借用，並成為本作的招牌臺詞。最後在漫畫最終話成為惠的男友。
天草流
真人版演員：山田涼介
聲優： 遠近孝壹
性別：男
昵稱：小流
年齡：14歲
身高：166CM
體重：50KG
血型：AB型
星座：天蠍座
學園最優秀人物,以滿分成績通過測試，是Q class五名成員之壹，推理能力與Q不相上下，擁有著冷靜至極的性格。但是卻是和以校長團守彥為首的偵探學院的宿敵——“冥王星”首領的孫子，壹直很抗拒著自己的血緣和身份，但是最後證實，他與冥王星並沒有直接的血緣關系。有時會有純真的壹面。
在第10卷（動畫版第40話）中，為了脫離冥王星的控制開始寄住在Q家。以前因為受過深度催眠而對年幼時沒有記憶，後來催眠被哈迪斯王解開。原本不願和Q班等人成為朋友，但逐漸對Q卸下心防。和Q交情很好，彼此信賴，因此在和冥王星首領對決時，最後選擇和偵探學園並肩作戰。
美南惠
真人版演員：誌田未來
聲優：桑島法子
性別：女
年齡：14（初中三年級生）
男友：小Q
是擁有“瞬間記憶能力”的女孩，並是Q班唯壹的女性。她的能力總是能幫助Q等人雖然她的“瞬間記憶能力”為她帶來不少的痛苦，但是她也仍然覺得有“瞬間記憶能力”是壹件很偉大的事，希望可以幫助到別人對Q特別有好感，但整天都會跟他說：“妳真的很天真！”與身為大學生的姐姐同住經常穿著短裙，但有時當裙底走光時會被Q和金太看見她的“裙底風光”，年幼時曾進入“國立能力開發研究所”，在那裏與流相識。但後來此段記憶被冥王星成員用催眠消去了。最後在漫畫最終話成為Q的女友。
遠山金太郎：
真人演員:要潤
聲優:石川英郎
性別：男
年齡：18（真人版為大學生）
昵稱：金太
戀人：近松蓳
與Q在第壹個案件中相遇，視力4.0，空手道3段，柔道3段，劍道4段，綜合10段！得過遊泳和田徑的獎項。擁有奧特曼的直覺、視覺（視力4.0）、嗅覺和聽覺，是遠山流隱密術的後繼者，父親遠山金三郎是警視廳的高級指揮官（警視正），但推理能力在Q班等人之中最差。
個性較沖動，時常為Q班等人惹來壹些麻煩，並不時對Q拳打腳踢。為人與Q壹樣有些好色；另外他並曾經與Q在溫泉旅館偷窺女性洗澡，但最後也是被惠發現兼被惠拳打腳踢。
鳴澤數馬：
真人版演員：松川尚琉輝（單發劇）、若葉克實（連續劇）
聲優：川上朋子
性別：男
年齡：11歲（真人版改為14歲）
兼職：遊戲程序員（推理遊戲）
鳴澤產業社長鳴沢卓馬的三子，家裏非常有錢，團偵探學院Q班成員。是個電腦奇才，人稱少年天才程序師。雖然只有小學5年級，但卻是個天才程序設計師，曾經創作壹些很流行的遊戲軟件。
喜歡用電腦來進行推理，擁有很強的情報收集能力。對密碼的知識非常豐富，擅長解讀密碼。在偵探學院入學測試時與小Q等相遇。 雪平櫻子
年輕的推理小說家，17歲，團守彥的侄女。自尊心很強，十分爭強好勝，經常宣言要進入Q班。
鄉田京助
數學天才，19歲，他曾經在17歲時參加世界級別的數學奧林匹克比賽，並曾經是全日本拼圖錦標賽的佼佼者，被稱為“拼圖王”。
獅子戶猛
哈佛大學的畢業生，20歲，畢業後就擁有“犯罪心理博士”的頭銜，曾經解決過不少殺人事件。
白峰隼人
天才魔術師，19歲，童年時因為受到自己世界壹流的魔術師父親熏陶下，8歲的時候曾經在拉斯維加斯的電視臺表演過，是魔術界的希望之星。
遠矢邦子
原為澀澤學園的學生，個性文靜。其後為了改變自己文靜的個性而裝扮成辣妹，並入讀DDS，但都未能改變她的文靜的個性，合氣道高手，對小流抱有不加掩飾的強烈好感，但是並未得到任何回應。
霧雨右近
金太的兒時玩伴，性格古怪，常常有驚人之舉，實則為繪畫技術高超的天才。並於特別篇中提到他已為A班頭名。 三郎丸豊
擁有IQ 180的20歲東大生，與美南惠壹樣其能力被國立能力開發研究所所認同，他經常認為自己推理能力非常卓越，但在漫畫中經常因為推理錯誤及自大的性格而被人無視。曾為A班的吊車尾，漫畫特別篇中有老師提到他有跌入C班的危險。曾於《金田壹少年之事件簿》“煉金術殺人事件”短暫登場。
近松蓳
17歲，金太的兒時玩伴，喜歡金太。 団守彥
偵探學園創立者，現任校長，曾是唯壹被警方允許配槍的偉大偵探，但因某案件而只能坐輪椅，名望很高。其原助手就是連城曉。
片桐紫乃
団守彥的秘書，了解團先生的病情。
七海光太郎
擅長易容術的偵探教師，曾多次暗中保護Q班成員。自稱團守彥的左右手。雖然看起來不可靠
（比如喜歡偽裝成仙人掌），卻有著很高的推理能力。在團守彥去世後擔任DDS校長。
本鄉巽
DDS老師，身經百戰的偵探，因案件受傷導致腿腳不太好。和片桐、七海同為DDS的第壹批學生。
連誠曉
Q的父親。並是團守彥親密夥伴，與團守彥壹起創立了DDC（Dan Detective Company）他曾被認為會成為團守彥接班人的優秀偵探。但他最後在與冥王星決鬥時身亡。和妻子交換有福爾摩斯的對戒，並在小Q小時候曾將偵探手冊交小Q。
真木慎太郎
DDS的法醫導師，從國外出差回來後被冥王星綁架，由冥王星成員化妝成他混入DDS，後被成功解救。
哈迪斯王（黑王星彥）
冥王星首領，年輕時的他本是團守彥的朋友，但因為母親黑王由利香是天才殺人魔女，而受人排擠，又不被父親信任，從而變成冥王星首領。為了將小流培養成接班人而策劃了壹系列事件。
塞柏拉斯
冥王星高層成員，在中後期成為DDS的主要對手。是Q班成員的能力所不能及的對手。在冥王星覆滅後著手準備復活冥王星，是天生的犯罪者。
卡龍
冥王星高層成員，半邊臉戴面具，後在中槍後於火場燒死。
塔納斯特
化裝成真木慎太郎潛伏在DDS內，事情敗露後被塞柏拉斯催眠。是個不太守規矩又自大的冥王星成員。
由利繪
小流的名義上的監護人，實為冥王星成員。在外人面前偽裝成小流的母親。
阿香
冥王星成員，因做任務屢次失敗而被催眠，後被DDS秘密救下。 九頭龍匠（非登場角色）
已故的神秘著名藝術家，對多個領域均有涉及，但每種作品最多都只做九個。Q班用作教室的建築便是他的作品之壹，當中藏有秘密的地下室。傳說他的作品會帶來災難，事實上許多事件也的確與他生前的作品有所關聯。家族方面屬於多情的類型：流的祖母是他的女兒，而哈迪斯王是他兒子（兩人不同母）。
連城瑞枝
Q的母親，她因為遵守丈夫的約定，而不讓Q和團守彥知道Q的身世。最初因為不希望Q步上他父親的後塵，不支持他做偵探。職業是自由的翻譯者。曾翻譯過九頭龍匠的日記，事後證實是冥王星的安排。她並將丈夫的結婚戒指裝進護身符給Q。
美南茜
美南惠的姐姐，大學生。
遠山金三郎
遠山金太郎的父親，是警視廳的高級指揮官。
織田島平次
時常處理Q班等人所解決的事件的警官。