张小敬出身行伍，后受任为主管侦缉逮捕的官差“不良人”，长期协调维护地方安全工作，但却因违法被关押于狱中。负责长安城治安的靖安司发现了混入城内的可疑人员，由于张小敬对事发地点人事与地理的熟悉，靖安司特例委派张小敬戴罪立功、侦破此案。经过张小敬的一番调查，发现敌人的阴谋是为了在上元节晚上的集会中制造混乱。距离上元节花灯大会只剩下短短的几个时辰了，张小敬必须在上元节花灯大会前抓住搞破坏的刺客。在调查与追捕中张小敬还发现靖安司中竟然有敌人的内应，在一次次的斗智斗勇中，张小敬终于在最后关头揭穿了背后主谋，阻止了破坏的发生，解救了长安城里的黎民百姓 。
雷佳音 饰 张小敬
易烊千玺 饰 李必
周一围 饰 龙波
杰曼·翰苏 饰 葛老
徐璐 饰 杨玉环
彭冠英 饰 秦征
芦芳生 饰 姚汝能
韩童生 饰 何执正
赵魏 饰 徐宾
出品人 樊路远、林宁、徐康、毛攀锋、梁超、马焱洁、郑志昊、刘国男、陈岩、吴冰、朱琳、陈冠洋、许震、王飞、姬连强
原著 马伯庸
导演 曹盾
张小敬
演员 雷佳音
孤胆英雄，强悍聪明，本性善良有慈悲心，讲义气，大写的江湖儿女，九年不良帅练出的是如何在泥潭中生存，在毒鼠虫蛇中杀出血路。他身负血案，依法应斩，但却临危受命，扛起拯救全城百姓性命之重任。
李必
演员 易烊千玺
李必是靖安司实际主脑，说棋神童，他手段犀利、杀伐果决。看似清高孤傲，实则有血有肉。李必一心向太子，是个传奇性的忠臣。为保长安，与张小敬携手，共同揪出真凶。
龙波
演员 周一围
龙波看似是一位普通的异域教徒，但其实暗藏心机。
王韫秀
演员 艾如
长安第一千金，她出身贵族，是大将军之女，但却没有千金小姐的柔弱之姿，反倒英姿飒爽一身戎装，去追捕熊火帮。面对和她一道同行的香铺老板闻染，虽同为女子，但她处处将闻染维护在身后，即便寡不敌众被俘虏，也是挺身上前。
《长安十二时辰》以较为扎实的叙事艺术、经得起推敲的细节打磨，用“十二时辰”的生活状态带观众领略文化之美、生活之美。剧中，张小敬、李必两个小人物的浮沉和成长，与观众形成共情；从他们身上映射出的是社会都市的芸芸众生。以小人物刻画大环境，剧中人物身上不放弃追逐梦想、深爱脚下土地的情怀得以彰显。当传统文化与戏剧张力相遇，不应该是高耸入云的宏大题材概念，传统文化需要扎根大地，当观众能够在日常的柴米油盐中、在平凡生活的烟火气背后找寻到文化印记支撑，影像才能深入人心。（中国传媒大学科学研究处副研究员邓文卿评）
为拍摄需要，易烊千玺进行了骑马训练。
雷佳音在剧中有很多武打戏，为此每天收工后他都会继续接受几个小时高强度的体能训练。
该剧筹备7个月，拍摄217天，使用群演29918人次，跟组演员18000人次，前景特约演员3502人次，平均每天237人次。
为增添剧集的历史感，剧中雷佳音和易烊千玺的台词也多以半文半白为主。
为还原唐朝的长安城，剧组找了70多亩的空地，从无到有进行搭建。
