《全城热恋》中的主要人物及其扮演者如下：

1. 谢霆锋 饰 阿威

2. 徐熙媛（大S） 饰 叮当

3. 张学友 饰 司机华

4. 刘若英 饰 李艳

5. 吴彦祖 饰 寿司师傅

6. 徐若瑄 饰 Wasabi

7. 段奕宏 饰 Leslie Guan

8. Angelababy（杨颖） 饰 小琪

9. 井柏然 饰 小方

10. 付辛博 饰 大福

11. 卫诗雅 饰 周沅沅

12. 刘家辉 饰 阿辉

13. 蔡卓妍 饰 一位抢冰淇淋的客人

14. 张曼玉 饰 寿司店里的悲情女

15. 何琢言 饰 工厂女工

16. 余文乐 饰 纹身师傅

17. 刘金山 饰 冷饮店老板

18. 吕燕 饰 山上拍摄的模特

19. 戴晓贺 饰 工厂老板

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