村上良太（むらかみ りょうた）
配音演员： [动画]逢坂良太、佐藤利奈（幼少期）
身高：173cm
主人公，是一位想要加入NASA的高二学生。校天文社的社员，每天使用天文台望远镜观察星空。学业成绩出色，有过目不忘的能力。父亲和弟弟在其2岁时因“意外”“死去”。与母亲一起生活，因母亲工作繁忙，负责家中杂务。
无意中发现转学生黑羽宁子“魔法使”的身份，无偿帮助她及她的伙伴，开始了对抗不明组织的生活。

黑羽宁子（くろは ねこ）
配音演员：[动画]种田梨沙
身高：163cm
三围：89-57-87(D罩杯)
喜欢的颜色：紫色
村上良太的同班同学，是转学生，身穿无袖的水手服。容貌酷似他死去的青梅竹马黑猫，身体经过改造后成为“魔法使”，识别号为7620号，作为实验体在研究所中度过了十年，在从研究所移送的途中脱逃。心地善良，总想着帮助别人。
原本力量强大，但因使用魔法而失去记忆。能够一瞬间破坏目视可及的物体，但是无法细微调节力量大小。若对象是人类则无法发挥作用，必须看到目标才能发动。

橘佳奈（たちばな かな）
配音演员：[动画]洲崎绫
身高：150cm
三围：80-51-72(B罩杯)
与宁子一起从研究所中脱逃的“魔法使”，因为魔法使实验导致全身不遂，只有左手手指稍微可以移动，使用机械才能与人对话，身穿哥德萝莉服装。毒舌。
是一位预知能力者，可以看见死亡相关的未来影像、预知準确度为100%。预知死亡的範围从数秒之后到2日之间、距离太远的场所无法预知。得知预知后，只要改变的行动对未来造成影响就会改变预知的内容。被和美指出“其实想要动就能动，但是宁子会死”。在迫不得已的情况下恢复了行走能力。

和美·修莉莲滋瓦（カズミ・シュリーレンツァウアー）
配音演员：[动画]M·A·O
身高：159cm
三围：76-57-81(A罩杯)
也译作“霞”。与宁子一起从研究所中脱逃的“魔法使”，识别号2670号，是一个会说德语的混血儿，贫乳处女。以来自奥地利国立学院学生的身分转入良太的班级。喜欢良太，总说想要良太的孩子。
能够瞬时计算出质因子分解，因此可以破解网路加密，是可以“操作网路”的魔法使，御魔具旁边还有数据接口可以与电脑连线。作为魔法使的能力十分优秀，甚至能恢复理论上不可修复的数据，但是因为不愿意杀人而伪装成低等级。

鹰鸟小鸟（たかとり ことり）
配音演员：[动画]田所梓
身高：163cm
三围：102-65-90(H罩杯)
良太的一年级学妹，与和美同一天转入良太所在的学校。虽然同样从研究所中脱逃，但宁子等人都不记得在研究所中有看过她，识别号1107号的魔法使[7]，身怀秘密而被研究所积极追捕。童颜巨乳，略有天然呆的性格，紧张时说话会有口吃的现象，特别热爱甜食却又害怕变胖。在九所长与真子突袭天文台的事件中被九带走。身体内的格雷恩是九所长创造的特製品。

若林初菜（わかばやし はつな）
配音演员：[动画]内山夕实
身高：160cm
三围：85-55-81
研究所派出来和瓦尔基里一起追捕1107号等人的魔女。级别为：B，初登场时跟蹤瓦尔基里，防止瓦尔基里叛变，后来被瓦尔基丽以搜寻魔女的魔法找出，被瓦尔基里斩成两半之后靠能力逃过一劫，并找到了良太等人。为了测试良太的心而假意从高处落下，被良太捨身的行为所感动而喜欢上良太，成为天文台的一员。
其魔法为“再生”，因而在同伴中是不可或缺的存在。

斗光奈波（とこう ななみ）
配音演员：[动画]沼仓爱美
身高：160cm
三围：86-56-83
研究所派出的、追捕1107号等人的魔女，识别号5210号，级别为AA+。
研究所纪录的能力为“视忆”，通过直视对方人的眼睛，能快速读取与消除对方的记忆。但隐藏了“操忆”的能力，自己修改、增加记忆的能力。
由于能力的危险性，研究所将她与其他魔女隔离，只与少部分实验人员有接触，所以非常寂寞，希望遇到不会忘记自己的朋友。
在肉体死亡时将人格写入良太脑中，给良太提供必要的信息。

藤崎真子（ふじさき まこ）
配音演员：[动画]能登麻美子
身高：163cm
三围：89-57-87
S级，最强大的魔女之一，代号瓦尔基里。宁子的姐姐，长得和宁子十分相像，拥有8种魔法，因为太过强大长期以来一直被关在研究所的最深处，并在这期间又衍生出第9和第10种魔法。为回收鹰岛小鸟而被研究所所长独断派出执行任务，由于其危险性，研究所派出了7名A级与AA级擅长防御、压制系魔法的魔女加以监视，但全数歼灭。脱离管制后，利用搜寻魔女的魔法，找出其他魔女并抢夺对方的镇死剂。在研究所一次实验的过程中差点性命不保，但因九不顾自己的性命救她而喜欢上九，得知就算是被九利用的道具也依然喜欢。
在被伊尼夏雷兹中和魔法时九又救了她，因九的死亡导致绝望而要毁灭世界，但被觉醒后的宁子打败。

沙织 （さおり）
配音演员：[动画]矢作纱友里
身高：172cm
研究所编号：6001，AA级别混合体，可以使用2个A级别魔法。因为能力太过强大，被要求猎杀逃亡魔法使时，加装了发信器，一旦叛变或失败，将被强制弹出而死亡。被研究所派出追杀宁子们。
能力1：斩击，切割6米範围内的任意物体，连金刚石都能切断。
能力2：转时，让时间回溯，所有事物（包括记忆）会回到1分钟前的状态，只有自己留有那一分钟的记忆，但消耗巨大，使用一次就会挂起，无法动弹。

喜加子（キカコ）
配音演员：[动画]滨头优
身高：177cm
被派来猎杀逃亡魔法使，研究所编号：5010， 级别：AA+。
杀了很多其他魔女，但被良太等人用计制伏。
能力：炮击，从口中发射能轰平山头的光束炮，但发射前有预兆，且背后是死角。

志乃（しの）
身高：157cm
被喜加子追杀的魔法使，级别：B。
在湖边公园被喜加子用炮击魔法杀死，御魔具被回收。

瑞花（みずか）研究所高层为追捕1107号而批准出动的魔女。等级AAA，是已知最强大的预知能力者，代号丝卡蒂。由于能力的代价，在进行最后一次预知前，已失去右眼、右手、双脚与大部分听力。
与佳奈同为“预知”能力者，但与被动接收预知影像的佳奈不同，能够预知指定时间、地点与人物，预知準确度达100%。且在没有其他预知能力者的干扰时，可以透过对未来的干涉，消除不确定因素，将预知导向自己希望的方向。但预知能力会对神经细胞造成极大负担，在每次预知时造成神经细胞大量死亡。

芙蕾雅
与和美进行操网对决的魔女。曾将九千怜数据删除，但被和美恢复。曾受到九的特别照顾，过着成天玩电玩、看漫画的"休闲"日子。

留留美
加奈以前的朋友，也是本部作品中第一个孵化出多拉希尔的魔女
能力是“lock on"——通过人偶控制他人。智力不高，至今还会尿床。曾因嫉妒能在外自由生活的佳奈而企图杀死她和结花。

理依
曾经的班长，短髮魔女。为救加奈，自己主动被孵化出多拉希尔化的留留美吃掉。

美咲
能力是隐身，但不能隐去衣物，所以每次使用能力是必须裸体，但眼镜却可以隐去。因任务失败被弹出。

荷瑞斯特（フリスト，Hrist）
瓦尔基里之一，小野寺称她能力超过藤崎真子。被研究所拘束着了，想瞬间移动逃脱并生成了反物质，但小野寺被阻止了。
本性善良，很爱吃东西，但被小野寺反覆折磨而变得残暴。

柱谷小五郎（はしらたに こごろ）
配音演员：[动画]伊藤健太郎
身高：185cm
年龄：32岁
良太的舅舅，与九是旧相识，药物天才，只会在步行能到的範围内生活（他连骑脚踏车都会晕车），所以拒绝了国外研究机构的邀请。被良太拜託仿造镇死剂。一开始极度否定魔法使，后来相信。研究了良太带来的外星人的受精卵，私下分析了不明生物的尸体。拜託认识的人将外星人受精卵中的双胞胎分离，其中一份交给了魔女猎人。

黑猫（クロネコ）
本作女主角。从小被孤立，只有村上良太一个朋友。村上良太不知道这少女叫什幺名字，于是叫她黑猫，她坚信这个世界有外星人存在，并且地球也已经被外星人侵占了。但是在带良太去看外星人时，为救良太而跌落水坝，被V机关改造成魔法使，真名是黑羽宁子。腋下有3颗呈三角形的痣。

八田结花
配音演员：[动画]本多真梨子
身高：149cm
良太担任家教时所辅导的女孩，住在良太家附近的国中三年级生。暗恋良太，为了让良太能继续担任她的家教而努力读书。
性格傲娇，双马尾。佳奈转入她的班级并与之结为好友。

九怜那
九千怜的妹妹，病死，是千怜唯一重视的“生命”。死后其大脑被九千怜用来培养格雷恩，希望格雷恩能够承载怜那的意识。但怜那的意识移植到格雷恩的载体·鹰鸟小鸟，直到临死前才觉醒，告诉九千怜希望他不要再做让别人伤心的事，并将宁子託付给了良太。

高屋雅史良太的同学，首次登场于女僕咖啡店。由于某些原因停学。对初菜抱有好感，得知初菜的秘密以及即将孵化后向其告白导致初菜孵化提前，后被初菜兽咬掉半个身子。初菜恢复自己和他后，答应与他交往。

橘美奈
佳奈姐姐，记者，为找回失散十年的妹妹佳奈，调查V机关，并发现其有很大嫌疑瓦尔基里事件后调查更为深入，后在男记者的帮助协同之下，将黑服从医院抓走。

　

根井
橘美奈同事，男记者。

柏木梨沙
良太的同班同学，曾邀请宁子去KTV。因为遭遇车祸而烧伤，被宁子等所救。

阿弗洛狄忒（ァフロディ—テ ，[aphrodite]）
穿高中制服的长髮巨乳美少女，自称是女神。
本人是为了帮助良太而特地出现，声明可以帮助他进入V机关，但是良太必须要哄她开心才行，并预言良太马上就要死了。实际是奈波製造出的幻象。

美树·诺伊玛伊安
配音演员：[动画]佐藤利奈
魔女猎人首领，原先工作于研究所，得知研究所目的后叛逃，成立魔女猎人组织。与黑服曾是同事并相识。

伊尼夏雷兹（イニシャライザー）
配音演员：[动画]皆川纯子
身高：130cm
魔女猎人的同伴，可以对他知道的所有魔法进行中和，令魔法使无法使用魔法，但在满月的夜晚无法使用能力，且必须要目睹过对方的魔法。被真希波戏称为“缺陷品的大叔”。

茜（あかね）
配音演员：[动画]近藤唯
宁子等人在研究所运送过程中遇见的白衣黑髮女性，由于在运送魔法使时发生的事故中受到重伤，将一个PDA与保存“外星人受精卵”的容器託付给宁子，并说只有宁子才能拯救世界。

九千怜（いちじく ちさと）
配音演员：东地宏树
身高：190cm
年龄：32岁
研究所所长，普通人，在研究所的任务是管理魔女和建立Sorcerian。依据理性行动，欠缺情感，几乎没有任何表情变化。
曾经是小五郎的大学同学，在东京大学毕业后进入国家的研究机关，连小五郎都肯定的超凡天才，曾在大学时发表了一篇关于消化蛋白酶的论文。曾有个妹妹，认为除了自己以外其他的生命都没有意义，但只有妹妹的生命是例外的。为了让妹妹再次拥有生命，培养格雷恩吃掉妹妹的大脑并装在小鸟的身体内，但是妹妹的意识却依然没有觉醒，打算替格雷恩找新的宿主。

黑服
配音演员：铃木达央
身高：185cm
原在研究所工作。在奈波事件中被清除记忆，后靠笔记本回忆并弹出奈波。后使用瑞花捕捉小鸟失败而被暗杀，却意外地捡回一条命，并被佳奈姐从医院抓走。恢复意识后逃走，并放弃对良太等人的追杀。

土屋邑贵　　理科大学以仅次于第一名的成绩毕业，毕业志向是被分配到政府的研究机关，之后被分配到“高次元生命机构研究所”·Vingulf。朋友很少，上网时间很长，不过几乎都是在玩网路游戏，与玩家之间的互动非常少，其他时间都在看成人动画或BL网站，由于与外界失去联络后不会显得不自然而被研究所招募。进入研究所后第一件工作是负责照顾瑞花。

小野寺
九死后的代理所长，原本善良，后因见了太多魔法使受折磨的情境而变得残暴。本人也是魔女，可以手抓反物质。对高千穗的持不满的态度。

五十岚
小野寺助手，被其称为肥宅

高千穗
在研究所上头的神秘组织，这个组织在100年前发现了地球以外的生命体（外星人）的遗蹟，但是他们并没有公开这件事，似乎在魔法使的研究中使用了外星人的技术，技术远远超过人类所拥有的技术。根据奈波给村上的情报，组织的目的是“弒神”。实际上他就是村上良太的父亲。

真希波（マキナ，makina）
地球人和宇宙人的融合体。
个性狂妄，能力很强，会瞬间移动，并干了轰动国际的袭击事件。对宁子非常执着。
实际是高千穗的另一个儿子，村上良太的弟弟，真名是村上勇太。

御魔具
魔法使颈后部的装置，疑似魔法使能力的来源，有三个开关，呈正三角顶点排布。右下角按下后会挂起，使魔法使在一天内无法使用能力，当魔法使过度使用能力时也同样会挂起；左下角按下会弹出装置，使魔法使溶化死亡，研究所可通过加装无线遥控装置以生命威胁来控制外出执行任务的魔法使；正上角功能不明，但魔法使间传言会发生十分恐怖的事。
其内居住一种疑似外星生物，所以良太推测御魔具的英文“Harnessed”不是指被支配或马具之类的意思，而是指巢穴（Her Nest）。

镇死剂
魔法使为了生存下去必须使用的胶囊剂，药品编号为DR623G，由Dresdon製药厂製造。药物本身是有机物无法短期内製造。超过30小时未使用镇死剂，全身皮肤将会裂开而喷出血液，但若服用后伤口即可迅速癒合。35小时后内脏开始融解亦无法再服用镇死剂进而死亡。小五郎认为是被某种蛋白酶溶解了身体，40小时后无法保持人形。同时也是为了让魔女无法在外界长时间存活而设定的保险。

研究所（Vinguif）也译作“魔女宫殿”，奈波告诉村上的情报，在研究所进行的是关于魔法使的研究，也就是人体试验，研究所上头还有一个组织。进入研究所工作的人必须是存在感低的人，并且接到工作后两年内不得外出。
也被称为“V机关”。

魔女猎人（魔女狩り）研究所的原研究人员，由于发现了研究所非人道的计画后，集结形成的抵抗组织。据点在东京郊外的废旧工厂里，在地下持有大规模的相关设备。