* Hal Linden jako Kapitan Barney Miller: Uprzejmy, choć często zirytowany kapitan 12. komisariatu.
* Maxwell Gail jako Sierżant Stanley „Wojo” Wojciehowicz: Sympatyczny, nieco nieudolny i zawsze pełen entuzjazmu oficer.
* Ron Glass jako Sierżant Ron Harris: Stoicki, inteligentny i często sarkastyczny oficer.
* Abe Vigoda jako Detektyw Phil Fish: Cyniczny, zrzędliwy i często zawodny detektyw.
* Jack Soo jako Detektyw Nick Yemana: Detektyw porywczy, a jednocześnie wnikliwy i mający dobre intencje.
* James Gregory jako Porucznik Arthur Dietrich: Surowy i często sztywny przełożony kapitana Millera.
* Barbara Barrie jako Oficer Elizabeth „Liz” Miller: Jedyna policjantka i zdolna policjantka z suchym poczuciem humoru.
* Gregory Sierra jako Oficer Miguel „Chano” Amenguiano: Energiczny, czasem nieudolny, a często komiczny latynoski oficer.
W serialu pojawiło się także kilka powtarzających się postaci, w tym:
* David Graf jako Oficer Michael „Sweety” Sweet: Nieudolny, łatwy do zastraszenia funkcjonariusz, który często wpadał w kłopoty.
* Janet DuBois jako Oficer Janet Harris: Często sarkastyczny i cyniczny oficer, który został wprowadzony w czwartym sezonie.
* Stephena Collinsa jako Detektyw Norman „Norm” Harris: Młodszy brat i partner Rona Harrisa, który pojawił się w późniejszych sezonach.
Obsada Barneya Millera była znana ze swojej chemii i dowcipnego, obserwacyjnego humoru serialu.