人物列表
二十面相(二十面相(にじゅうめんそう)，声优：内田夕夜)
专门盗取所有"美丽的事物"的怪盗，非常聪明的绅士。实际上不只有盗取美术作品，也参与二战后遗物不被盗用的处理等活动。易容术的名人，没人看过他的真实面貌。
大战时期身份为有为的帝国大学研究生，正在募集研究的资金。在得知了水的第四型态的研发可能后，开始去着手研发能实际运用的设备，但发现到其能量不断胀大的危险性与被恶意人士滥用的可能，就放火烧了所有相关的研究报告与设备并开始逃亡。于中途跟伸出援手的船长和包括汉斯在内的人组成盗贼团伙伴，驾驶飞行船在全世界各地穿梭。虽然身为盗贼首领但没有产生出为了要满足欲望的想法，真正的目的是为了要阻止正在收集研究资金而企图染指艺术作品变卖、接着付诸行动让他的研究报告公诸于世的恩师柿岛。
留(CV：新井里美）)
千津子阿姨家的女佣,于第七集出现,在千津子与二十面相失去联系期间照顾千津子.（画风类似BLOOD+的主角音无小夜）
美甘千津子(美甘千津子(みかも ちづこ)・チコ，声优：平野绫)
主角。拥有庞大资产的美甘家女儿，小名“千子”。在料理、裁缝等学业上非常优良的美少女。有既使处境艰难也不服输的个性。
自幼父母双亡，由叔字辈的亲戚──美甘夫妇所照顾，过着每天三餐被其下毒的生活。在某日被闯入家中正在偷取家传红宝石的二十面相给绑架出来，于二十面相众里面学习解除催眠术的方法以及防身术等各种技巧，就那样度过了2年的生活。
2年后，当二十面相在跟虎的战斗中失踪时陷入低潮，随即被带回日本后的某日，在侦探明智的一番话与家传的红宝石的归还下受到启蒙，决心去寻找其他的伙伴。在搬离原本的家之后与阿留、春华共组成侦探队。人挑战的个性。自幼父母双亡，由叔字辈的亲戚──美甘夫妇所照顾。
船长(船長，声优：中村浩太郎)
二十面相众其中之一，为核心人物。虽然口出恶言却有善良的个性，最初在千津子想加入时唯一反对的。
知道千津子悲惨的处境后便决定在有难时出手相助，2年后于英国火车上意外对盗贼的虎战斗，在身负重伤的情况下拖住虎的两名手下并一起拉下火车后身亡。
在二战服役时军衔为下士，于当时二十面相逃离研究所时有伸出援手并协助逃亡，然后加入并成为其中一员。
健(ケン，声优：松风雅也/田村睦心(小时候))
二十面相众其中之一，少年。在千津子还没加入之前是所有人当中最年轻的。后期与千津子成为有如兄妹一般的关系。
2年后被盗贼的虎袭击，使其左眼受伤后，因为在发生爆炸后的案发现场看到假扮成警察的二十面相正护送千子而认为说首领并没有死，就回到原本的根据地等待首领与其他伙伴回来。但由于有小时候留下的心理阴影和长期等待的煎熬，就以为是首领想要丢下他带着千子回日本，就产生出心理不平衡，进而怨恨二十面相。
之后独自一人潜入日本境内，以盗贼的身份暗自守护千津子的安全，明智曾认为他是第三代二十面相。
虎
二十面相众多对其盗窃品窥视者之一，亦是通缉犯。把健的眼睛抓伤（健最终独眼），策划了袭击船长一行人的行动，致使大伙仅剩健与千子幸存，更使千子与二十面相失去联系、又回到了曾经那个恶毒的女人身边。虎在完成这一切后死于受伤与火车爆炸。 （更多人物详见《二十面相少女》动画）