甘婷婷、朴海镇、张俪、徐光、朱琳、林宇中、左金珠、朱子岩、赵兆、司源、邱枫、高天鹤（胡克）、苏茂洋（男演员）、朱翊（女演员）、金莉莉（韩国女演员）、苏在强（男演员）、王小红，共计16位主演。以下是他们在电视剧《恋爱相对论》中的角色表：

甘婷婷饰郝丽人 - 鲜为人师，自信高傲的狮子女，策划总监。

朴海镇饰李昂 - 阳光帅气的年轻摄影师，《Fashionlove》杂志专请摄影师。

张俪饰方天娜 - 古灵精怪富家女，《博姿》杂志主编，有音乐才子情节。

徐光饰陈小鹏 - 音乐才子，与方天娜有感情线。

朱琳未详

林宇中未详

左金珠未详

朱子岩未详

赵兆未详

司源未详

邱枫未详

12-13 胡克/高天鹤和苏茂洋/朱翊均为配角或客串角色，没有提供具体信息。

14-15 金莉莉和苏在强均为配角或客串角色，没有提供具体信息。

16 王小红未详。