Meg Murry
Meg Murry (Storm Reid) es la joven protagonista de la historia de fantasía Un pliegue en el tiempo. Hija mayor de los científicos Kate y Alex Murry, emprenderá una aventura junto con su hermano Charles y su amigo Calvin que jamás podría imaginar para encontrar a su padre desaparecido.
Dr. Kate Murry
La Dr. Kate Murry (Gugu Mbatha-Raw) es la madre de Meg y Charles y esposa de Alex Murry. Una extraordinaria científica que ayudará a sus hijos en su viaje al planeta Camazotz.
Dr. Alex Murry
El Dr. Alex Murry (Chris Pine) es el padre científico de Meg y Charles y está inmerso en su estudio de los viajes en cinco dimensiones a través de los planetas. Durante su investigación acabará desapareciendo y nadie sabrá de su paradero.
Charles Wallace
Charles Wallace (Deric McCabe) es el hermano pequeño de Meg, tiene una inteligencia extraordinaria y un talento inusual.
Sra. Whatsit
La Sra. Whatsit (Reese Witherspoon) es uno de los tres seres celestiales que ayudará a los niños en su aventura por encontrar a su padre desaparecido. Entre sus habilidades está la de adquirir el aspecto de una anciana.
Sra. Who
La Sra. Who (Mindy Kaling) es compañera de la Sra. Whatsit y tiene un talento innato con las lenguas, sabe comunicarse en más de siete idiomas y puede llegar a hablar citando millones de obras literarias.
Sra. Which
La Sra. Which (Oprah Winfrey) es la bruja líder de las tres, tiene una gran sabiduría y puede cambiar de forma muy fácilmente. Será la encargada de dar a los niños las pistas necesarias para poder encontrar a su padre.
Calvin
Calvin (Levi Miller) es el amigo de Meg, un joven que la acompañará en sus aventuras y por el que la joven sentirá algo más que una simple amistad.
Red
Red (Michael Peña), más conocido como El Hombre de los Ojos Rojos, es uno de los personajes que forma parte de TI, una entidad malvada que intentará controlar a los protagonistas a través de este personaje.