高致远（任贤齐饰）
他是一名台湾影院的专科主治医生，不仅有一个帅气、充满阳光活力的外型，而且还有一颗济世为怀的爱心。在医院以外，他是一个热心帮助任何人的好青年，而在医院他则是一个竭尽所能拯救病人的好医生，经他双手治愈的白血病患者遍及世界各地。为了将骨髓及时送到北京拯救陆非（内地白血病患儿），他与助手孙欣欣（林心如饰）经历了一段生死速递之旅。
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孙欣欣（林心如饰）
台湾关怀小组义工，为了更好、更彻底地投身于为白血病寻找骨髓的工作中，她毅然放弃了医生的事业，与高致远成为了最佳合作伙伴，同时也成为了最亲密情侣。当知道与陆非唯一配对的骨髓供体来自台湾的一名囚犯（柯受良饰）时，她用自己的真情感动了这名囚犯。最后，骨髓不仅拯救了陆非的生命，而且还成就了她与高医生的一段美好姻缘。
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罗娟（江珊饰）
一个文学艺术创作者，同时也是一个单亲家庭的支柱，但生活的清苦并没有消磨她对生活的积极态度，因为她有一个懂事的儿子--陆非。当得知陆非患上了极难治愈的白血病后，她曾一度陷入消沉，但是她自始至终都没有放弃希望，她用笑容面对儿子，也让儿子勇敢积极地对抗病魔。最终，他们用坚强等到第二次生命的希望。
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李冲（高树光饰）
陆非在北京医院里的主治医生，硬朗的外表下有着与高致远相同的爱心，为了找寻拯救病人的希望，他总是不辞劳苦地四处奔波。就像当他得知在某个城市找到与陆非吻合的骨髓后，他便马上赶赴当地与此人见面，无奈因对方是孕妇而被迫放弃捐髓的计划。对此，他的失落并不亚于任何人。
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陆非（刘慈航饰）
一个早熟、懂事的小男孩，足球是他最大的爱好。只有几岁的他已经是妈妈眼中的男子汉，照顾家中瘫痪的爷爷已经成为了他的责任。不过上天并没有特别眷顾这个孩子，反而给了他一个人生最大的考验--白血病。虽然他也感到害怕、不安，但是他的心底里却没有对生命失去信心。而最终他也在各位叔叔阿姨的努力下得到了新生。
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陈建国（杜威饰）
一个优秀的人民警察、一个有高超球技的足球爱好者，同时也是陆非一家的好邻居和好朋友。当得知陆非的病情后，他不仅组织各个邻居筹集一笔为数的捐款，而且还发起了一"爱心验血大行动"。虽然不能为陆非带来真正的帮助，但是却给了陆非母子无限的支持和和勇气。
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吴信勇（柯受良）
因为作恶多端，所以他被送进了监狱，但上天却注定他是唯一能够适合给陆非捐献骨髓的人。在孙欣欣的诚挚劝告下，他终于勇敢地走向了抽取骨髓的手术台。吴信勇从此不再是一个社会的包袱，而是一个受到大家尊敬的英雄。
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