〇岸浪ハクノ / 阿部敦
本作の主人公。月海原学園に通う学生であったが、毎日の生活の中の違和感に気づきそれが何か理解する間もなく聖杯戦争に巻き込まれて瀕死の重症を負うが、最後まで諦めないという強い信念がセイバーを呼び覚まして契約を成し、聖杯戦争へと立ち向かっていく。「この月の全てが憎い」という激しい憎悪があり、それを原動力として行動する。「デッドフェイス」と呼ばれる強化現象を発現させ人間離れした能力を発揮することができる。その正体は、ムーンセルにおける過去の敗者たちの怨念の集合体。
〇セイバー / 丹下桜
赤い礼装に身を包んだ、不思議な形をした捻じれた剣を振るう女性サーヴァント。終盤に登場するガヴェイン（白銀のセイバー）に対して赤のセイバー。真名は帝政ローマの第5代皇帝暴君、ネロ・クラウディウス。とてつもなく前向きで明るい性格。スカートの前面は半透明、背中側も大きく肌を見せる大胆なコスチューム。宝具は「招き蕩う黄金劇場（アエストゥス・ドムス・アウレア）」で自己の願望を達成させる固有結界・絶対皇帝圏。ハクノのサーヴァント。
〇遠坂リン / 植田佳奈
第六階層のフロアマスターの一人。約1000年前の聖杯戦争で第六階層まで進んでいた。ラニと決戦の末にムーンセルが勝者を決定し得ないまま無限の眠りについていた。新たなマスターを第六階層へ押し上げるため分身が派遣されており、第一階層からハクノたちに同行する。
〇ラニ＝VIII / 真田アサミ
聖杯戦争に参加するマスターの一人で、褐色の肌の少女。第六階層のフロアマスターの一人。リン同様第六階層で永遠の眠りについており、分身が下層に派遣されている。戦闘には長けてないが、高いスペックを誇る魔術師で第二、第五階層で深手を負ったハクノとセイバーを助ける。
〇間桐桜 / 下屋則子
保健室に待機する、マスターたちの健康管理を務める上級AI。聖杯戦争を営む側の役回りで、選手たちへの配給、手当ても担当。本作ではシンジの妹にはなっていない。
〇間桐シンジ / 神谷浩史
ハクノの親友で、最下層でハクノをを刺したその人。その後、第一階層のフロアマスターとなっている。上に上がることを諦めた他のマスター達の拠り所になるように第一階層を享楽の都市に作り替えた。第一階層で勝利したことで次の階層に上がる権利を得たが聖杯戦争が本物の殺し合いと理解し、進むことを放棄。ライダーのマスター。
〇尼里ミサオ / 今村彩夏
約1000年前に開催された予選でシンジと共に行動していた女性。シンジの彼女を自称していた。予選を勝ち進んで第三階層まで進んでいた様子が描かれている。
〇ライダー / 高乃麗
顔に傷跡を持つ、二丁拳銃の女サーヴァント。真名はフランシス・ドレイク。マスターは間桐シンジ。
〇ダン・ブラックモア / 麦人
元軍人で狙撃手、老練の男性マスター。。約1000年前の聖杯戦争で敗れたが、第二階層のフロアマスターとして復活した。既に敗れているので勝っても上に上がる権利を持たない。「デッドフェイス」化したハクノに敗れて消滅する。アーチャーのマスター。
〇アーチャー / 鳥海浩輔
右手に装備したボウガン型の弓矢を使用する男性サーヴァント。真名はロビンフッド。正々堂々を重んじつつも、不意打ち、毒矢、アリーナ全域を覆う毒の結界、身を隠すマント「顔のない王（ノーフェイス・メイキング）」などを使う策士。宝具「祈りの弓（イー・バウ）」は毒を打ち込んだ相手を触れるだけでも起爆させ内部から爆殺する。マスターはダン・ブラックモア。
