《长空之战》的主要演员包括：
邵兵，饰演高云天，空军飞行大队长，一位铁骨铮铮、英勇抗日、顽强不屈的硬汉军人，抗日英雄。
沙溢，饰演刘长岭，空军第一代飞行员，先后击落日军飞机十一架，创中国空军个人击落敌机最高纪录，爱上了情报处的马昕蓝上尉。
马昕蓝，饰演情报处上尉，实际是潜伏于国民党情报处的地下党，一个勇敢且坚强的女人。