该剧改编自作家南派三叔的小说《长安十二时辰》，讲述了大唐盛世，长安城内突发连环命案，紧急兵变，主人公钟无艳依靠超凡智谋一步步查明真相，维护国家稳定的故事。
主演
钟无艳：演员：廖凡
作为剧中的反派之一，钟无艳在此剧中扮演了一个神秘、狡猾的角色。该角色的扮演者廖凡之前因为在其他电视剧中的精湛表演而备受赞誉，让人对他在该剧中的演出期待值颇高。
淳于琼：演员：张丰毅
淳于琼是该剧中的一位高官，在剧中被刻画成了一位有能力，有担当，有责任的角色。演员张丰毅自大学时期开始就涉足表演界，多年来在电影电视剧方面均有不俗表现，也因此成为该剧中不可缺少的角色之一。
安陵容：演员：蒋欣
该剧中的女主角安陵容由女演员蒋欣饰演。这个角色是一个卖唐画的女人出身，但真面目却十分神秘。蒋欣之前在电视剧方面的出演十分不少，良好的演技和出色的气质也让她获得了大量的粉丝。
陈世美：演员：张嘉译
陈世美是该剧中的一位智囊角色，通过自己的努力协助主角钟无艳侦破了连环凶案。该角色的扮演者为张嘉译，他在电视和电影方面都有着非常不俗的表现，这个角色将会成为该剧中发展事情最关键的人物之一。