| 角色 | 饰演者 | 角色介绍 |
| 大头儿子 | 刘纯燕 | 是个活泼可爱的大头的小孩，又聪明又淘气，心地善良，鬼点子很多，是家里的开心果。大头儿子却犹如一株自然生长的植物，快乐而又健康地生长着。因为他有一个幸福而美满的家庭。又聪明又淘气，心地善良，鬼点子很多。爸爸妈妈并不真正理解大头儿子的梦想，认为大头儿子在胡闹。 |
| 小头爸爸 | 董浩 | 上班族，非常爱家庭、爱老婆、爱儿子。小头爸爸是个称职的父亲，他能陪孩子玩所有的游戏，是孩子忠实的小伙伴。小头爸爸的耐心和细心是罕见的，他能和儿子钻进一个特大的纸壳子里，玩两座小房子的游戏。在给予大头儿子足够想象力空间的同时也满足了他自己的一颗童心。 |
| 围裙妈妈 | 鞠萍 | 家庭主妇，任劳任怨，擅长烹饪和唠叨，深爱着儿子和老公。是爸爸和儿子的连接点。也是父子两的主要话题来源，经常都是父子两如何一起出谋划策讨围裙妈妈开心。 |
| 最美家庭主持人 | 红果果 | |
| 陈大为 | 绿泡泡 | 大头儿子比赛竞争对手 |
| 神舟十号发射主持人 | 毛毛虫 | |
| 宇航员 | 吴凌云 | |
| 宇航员选拔赛主持人 | 宝木中阳 | |
| 棉花糖 | 杨凝 | 大头儿子的邻居 |
| 棉花糖妈妈 | 马城 |
