双马尾的人物角色
柳原美里(柳原 美里/やなぎはら みさと Yanagihara Misato)，声优：木野日菜
悟在1988年时的小学同学，坐在悟的隔壁。在第三次的时间线中，原本被真凶盯上的加代、中西和广美在悟的努力下被迫放弃计划，于是悟推测真凶可能会寻找替代人选下手，美里曾因先前第二次时间线发生的餐费窃盗事件，被误会成小偷开始被孤立，成为真凶诱骗悟的契机。
动画版中因为悟是为救成为真凶目标的自己而陷入昏迷而发起救助悟的筹款。漫画里募捐是由基地的成员们主导的，外传中则提及确实由美里提出此议，并也挺身参与募款活动。
筒井真理（筒井 まり（つつい まり，Tsutsui Mari），声：内山夕实）
本作女主角之一。最爱杏奈的美少女。因为以前的心理阴影讨厌男生，尤其是轻浮的男生，在42话向小早川杏奈坦白自己的感受后，与松永智也在一起。
有一个相差七岁的哥哥筒井昌臣（声：山口胜平）。第一次人气票选第七名，第二次人气票选第五名。
宫濑未寻(宮瀬 未尋(みやせ みひろ)，配音员：白咲葵依/樱咲千依)
兔亚的朋友，樱翠学园的一年级生。家里经营名为“洋食 宫濑”的餐厅，擅长料理。与兔亚同样知道幸树在从事漫画家活动的事情。由于在入学试验中取得最好的成绩，因此被招揽进学生会。有着容易被动物喜欢的体质。
樱木·R·亚榭(桜木・R・アーシェ(さくらぎ ルーフォレット アーシェ)，配音员：樱爱音[/樱川惠)
樱翠学园的二年级生，学生会副会长，金发双马尾少女。双亲是巡回世界的音乐家，与薰子同样出身自富裕家庭。有在钢琴比赛获胜的经验，目前以成为作曲家为目标。个性认真好强，对于幸树加入学生会采反对态度。综合的成绩为全学年首位，但唯一在国语系科目输给幸树，因而视幸树为对手。食欲旺盛，喜欢平民料理。
阿里雅巴妲(アリヤバータ，声：鬼头明里)
瑟利尼斯坦王国的王女，通称阿里雅，敌方势力称之为“公主”。兴趣是打电玩，经常调戏侍女(包含伊鲁)，先前和桃子以桌球打赌,要是输的话就要揉胸之类的百合兴趣。
实际上并非国王亲生，而是透过使用咒文的少数民族，经过长期的人体实验后诞生的产物。对于以残忍人体实验来让自己诞生的国王感到憎恨。虽然外表端庄贤淑，但实际上已将国王和王后虐杀。目标以4座遗迹力量，将人类毁灭，并和实验体的姊妹们精神统一，成为新世界的神。在遗迹一战后，为警告美国不准和王国开战为由，使用遗迹的力量将美国科罗拉多州的军事基地直接消灭，并和正义约在南极进行最后决战。
宇木潜(宇木くぐる(うき くぐる)，声优：佐佐木未来)
牙王的同学同时也是卡片分析师，虽然不游玩卡片战斗，但拥有各种卡片属性的丰富知识，经常携带搜集与分析资料用的平板电脑。
地下城卡片“贤者小潜”与本人长的相似。
弥海砂(あまね ミサ)是大场鸫和小畑健所合著的日本漫画《死亡笔记》及其改编作品中的一位虚构角色。她是著名模特儿。她寻找连环杀手基拉(夜神月)并支持他消除罪犯、建立新世界的理想。她从死神雷姆手中取得死亡笔记——一本允许任何人只要透过知道对方的姓名及长相就能杀死对方的笔记本——同时、她与雷姆进行交易以协助夜神月，她接受了死神之眼、让她只要看着人脸就能得知该人姓名。虽然海砂非常爱夜神月，但夜神月只是在利用她。
知名艺人，她寻找连环杀手基拉(夜神月)并支持他消除罪犯、建立新世界的理想。她从死神雷姆手中取得死亡笔记，同时她接受了死神之眼、让她只要看着人脸就能得知该人姓名。虽然海砂非常爱夜神月，为了协助月曾两次放弃笔记所有权后又重新交换死神之眼(等于折损两次寿命)，但夜神月只是在利用她。最终在得知月死亡后，独自乘车来到电视台塔顶，追随月而去。
凤千早(鳳 ちはや(おおとり ちはや)，声优：篠宫沙弥)
不懂世故的千金小姐，超自研成员之一，在10月突然转校到风祭学院，因错误订购了男装校服而要暂时穿着旧校服(夹克制服)。没有父母，只有凤咲夜这个名义上的“管家”，照顾凤千早的起居饮食，因要隐藏凤咲夜的真正身份在学校裹称呼为“哥哥”，在转校前没有任何称得上是朋友的人，后来与小鸟成为了朋友。腕力及体力虽然极强，但其个性却天然到每走几步就会摔倒一次，而且容易迷路，故在转校时曾因笨手笨脚而引发多次意外。虽然总受到瑚太朗的帮助，但生性不坦率的她初时却总和瑚太朗争执不断，从旁人看来她似乎既对瑚太朗有意，却又打心眼里讨厌他。其身份为组织“盖亚”的成员，拥有最强的魔物。
地线里因为瑚太朗的行动致使其命运被改写，地线尾声被西九条灯花救出与收养，结尾与众人共赴登陆月球之行。
中津静流(中津 静流(なかつ しずる)，声优：铃木惠子)
金发双马尾的少女，瑚太朗的学妹，超自研成员之一，喜欢吃秋刀鱼。性格直率而沉默寡言，但表情十分丰富，而且会读唇术。虽然属于风纪委员会，但几乎没有履行过风纪委员的职责，却因“喜欢瑚太朗”这样的理由而总是找他的碴，经常在休息时间时去见他。由于小时候右眼受伤，基本上是已经救不回来的，不过因为拥有回复能力的超能力的缘故而复原并产生不同的颜色(也间接因此能力令父母丧失攸关她的记忆)，因此在不亲近的人前是不会摘下眼罩的。其身份为组织“守护者”的成员，惯用武器为枪械和短刀。
地线里因为瑚太朗的行动致使其命运被改写，地线尾声被西九条灯花救出与收养，结尾与众人共赴登陆月球之行。
小柔（配音：C小调）是许辰所创作的漫画《镇魂街》及其衍生作品的登场角色。
望喻(もゆ)CV：井泽诗织
天神的神器。赐名望，“天神Sisters”的一员。
白之女王，轻小说《Date·A·Bullet》及其衍生作品中的角色。狂三外传出现了一位名为白之女王的角色，她被证实是狂三的反转体，同时还被证实是山打纱和。
白之女王的外观是身穿一系白色的军装，同样拥有异色瞳，只是瞳色较正常狂三有所变化，使用的武器既有剑也有火枪。动画的角色设定图与原作插图其实有些差别，原作设定衣服的颜色是银白并灰黑的颜色，而动画通体白色。