《十八岁的天空2》主要演员表如下：
主演：
古越涛由保剑锋饰演。保剑锋为中国内地男演员，1975年11月3日出生，毕业于上海戏剧学院。代表作包括《真空爱情记录》《薛仁贵传奇》《贤妻》等。剧中他饰演幽默帅气的语文老师兼班主任，凭借独特教学风格赢得学生喜爱，最终与裴佩老师相恋。
裴佩由倪景阳饰演。倪景阳1979年4月11日出生于黑龙江省，2002年因出演《十八岁的天空》女主角裴佩走红。其代表作品还有《小鱼儿与花无缺》《白日焰火》（获第64届柏林国际电影节金熊奖）等。剧中她饰演性格泼辣的英语老师，与古越涛因租房结缘并渐生情愫。
石延枫由李智楠饰演。李智楠1985年10月20日出生于上海，2002年因主演《十八岁的天空》成名。代表作包括《千山暮雪》《烽火佳人》等。剧中他饰演三年级八班学生“Star”，从叛逆混混到被感化融入班级。
蓝菲琳由金莎饰演。金莎为中国流行女歌手、演员，2002年因主演《十八岁的天空》被大众熟知。音乐代表作有《被风吹过的夏天》《星月神话》等，影视作品包括《神话》《柠檬》等。剧中她饰演校花蓝菲琳，学习优异且外貌出众，后因家庭原因提前毕业。
其他演员：
凌双由范志博饰演；高子文由刘志刚饰演；夏清心由黄慧颐饰演；武历平由杨晨饰演；徐天祥由何志峰饰演；高敬雷由楼凯饰演；唐宋由俞云啸饰演；余一飞由洪军杰饰演；吴丹丹由吴丹丹饰演；林可喻由韩子婧饰演；王颂荏由高斯饰演；汪晨由官嘉丽饰演。
以上演员共同构建了《十八岁的天空2》中充满青春气息的校园故事。
