Marta de Castillo: Esta sevillana de 17 años desapareció durante la tarde del sábado 24 de enero. Al parecer, aquel día salió con unos amigos, entre los que se encontraba Miguel Carcaño, que posteriormente se confesaría autor del crimen. Nunca regresó a casa. Su cuerpo aún no ha sido encontrado aunque se ha buscado primero en el río Guadalquivir y luego en un vertedero.

Miguel Carcaño: Tiene 19 años y era amigo de Marta. Tras su detención, el 13 de febrero, confesó haber matado a la chica en su casa golpeándola en la cabeza con un cenicero tras una disputa y que, con la ayuda del resto de inculpados, tiró el cuerpo al río Guadalquivir. A mediados de marzo cambió su declaración y dijo que el autor material de la muerte de la chica fue Javier G.M., el menor apodado como 'El Cuco', y que el cadáver de Marta se arrojó a un vertedero de basuras. El 27 de marzo intentó quitarse la vida en la cárcel de Morón de la Frontera. La Fiscalía ha pedido 52 años de cárcel para él.

Francisco Javier Delgado: 40 años, hermano mayor de Miguel y, según la primera confesión de 'El Cuco', cómplice, al ayudarle a arrojar el cuerpo de Marta al Guadalquivir. Fue el último detenido por el caso y el 20 de mayo se convirtió en el primero en ser puesto en libertad.  Parece que la investigación también le responsabilizaría de 'limpiar' el domicilio donde se cometió el crimen. Sostiene que se enteró del caso de Marta cuando detuvieron a su hermano. Ha sido el único de los acusados que ha recurrido su encarcelamiento y su coartada ha sido ratificada por su ex esposa y su actual novia.

María G.: Es la novia de  Francisco Javier Delgado y ha prestado declaración en varias ocasiones ante el juez hasta que éste decidiera ordenar su detención el 14 de abril por su presunta implicación en el caso.

Samuel Benítez: Amigo de Miguel e inculpado por éste como la persona que le ayudó a deshacerse del cuerpo. En su primera declaración, tras su detención, confesó pero ahora niega cualquier relación con los hechos. La Policía no ha encontrado ADN suyo en ningún escenario relacionado con el crimen. En los primeros días tras la desaparición de Marta colaboró en las labores de búsqueda. El 10 de diciembre de 2009 la Audiencia de Sevilla le concedió la libertad provisional porque el juez entendió que ya no existía riesgo de fuga o de que pudiera destruir pruebas.

Javier G.M., 'el Cuco': Tiene 15 años y es el único menor implicado y detenido. Miguel aseguró que le ayudó, junto a Samuel, a llevar el cuerpo de Marta al río. El ADN de la joven fue encontrado en el coche de su madre y la Policía cree que él estuvo en la casa de Miguel. Sin embargo, recientemente se retractó, a pesar de que había confesado anteriormente, y aseguró que no tenía nada que ver, que se lo había inventado todo utilizando lo visto en televisión. También negó, tras ser acusado por Miguel Carcaño, que fuera el autor de la muerte de la joven, sin embargo, la Fiscalía le imputa el asesinato y la violación de Marta del Castillo.

La novia de Miguel: La actual novia del asesino confeso, de 14 años, se ha convertido en uno de los personajes clave de estos sucesos. Miguel vivía en su casa, junto a ella y su madre, en la época en la que supuestamente asesinó a Marta. Durante mes y medio, mantuvo que desconocía aquellos hechos. En los primeros momentos, se exhibió continuamente en los medios de comunicación. Recientemente, cambió su declaración y aseguró que su pareja le confesó el crimen pocas horas después de cometerlo. De momento, es únicamente testigo en el caso.

Paloma Pérez Sendino: La última abogada de Miguel Carcaño. Esta letrada, especialista en delitos por narcotráfico, fue designada para defender al principal acusado en el caso, tras la renuncia de los dos abogados anteriores. En sus primeras intervenciones aseguró que Miguel estaba dispuesto a colaborar.

Antonio del Castillo: El padre de Marta del Castillo. Sostiene que los acusados han tramado una estrategia para que el cuerpo de su hija no aparezca jamás y ha llegado a insinuar que hay alguien detrás que les dirige. Ha recogido el testigo del padre de Mari Luz Cortés y, junto con su familia, se ha convertido en el adalid de una campaña por el cumplimiento de penas íntegras y la cadena perpetua. Por ello, se ha reunido con el presidente Zapatero y Mariano Rajoy y ha convocado concentraciones. Cree que los presuntos implicados en la muerte de su hija "se están cachondeando de la Justicia y de la familia".