Jung E Chan dipercaya memerankan Shin Ju Shin, direktur bedah saraf di Nua Hospital sekaligus ketua Nua Foundation. Ia dikenal sebagai dokter jenius dengan kemampuan yang disebut setara dewa, bahkan melampaui mendiang ayahnya, Profesor Shin Woo Pil.

Sang aktor mengaku bersyukur sekaligus merasa bertanggung jawab atas peran utamanya. "Daripada melihat beban itu sebagai tekanan, saya berusaha menjadikannya sebagai motivasi," ujarnya, menunjukkan totalitasnya dalam drama 'DOCTOR SHIN'.

Baek Seo Ra memerankan Momo, aktris papan atas yang sedang berada di puncak karier. Ia bertunangan dengan Shin Ju Shin, namun kecelakaan tragis sebelum pernikahan membuat tubuhnya utuh tetapi otaknya mengalami kerusakan parah.

'DOCTOR SHIN' menjadi proyek akting pertama sekaligus peran utama pertama Baek Seo Ra. "Saya akan mempersiapkan setiap adegan dengan sepenuh hati," ungkapnya, menandakan keseriusannya membangun karakter Momo yang kompleks.

Joo Se Bin berperan sebagai Geum Ba Ra, reporter termuda di Seongu Daily. Tumbuh di panti asuhan Nua Foundation, ia dikenal ceria dan kompeten, membawa warna berbeda dalam dinamika cerita.

Ia menyebut peran utama ini sebagai pengalaman berharga. "Saya tidak akan menyepelekan tanggung jawab ini," katanya, sekaligus berjanji akan menunjukkan sisi akting yang lebih beragam lewat drama 'DOCTOR SHIN'.

An Woo Yeon memerankan Ha Yong Joong, CEO perusahaan game yang sukses lewat mega hit ciptaannya. Sosoknya digambarkan karismatik, elegan, sekaligus hangat, menjadi pria lain yang memiliki hubungan emosional dengan sang top star.

An Woo Yeon mengaku tahu reputasi penulis Im Sung Han, dan setelah audisi delapan jam serta dinyatakan sebagai pemeran utama Doctor Shin, ia merasa campur aduk antara antusias, khawatir, sekaligus ambisius dan bertekad memberikan yang terbaik, momen yang masih ia ingat jelas hingga kini.