女一号国民党军官司马楠是由80后实力派演员周扬饰演。周扬也是谍战剧中的常客，曾在《特殊使命》和《特殊争夺》分别出演女特务和地下党。她毕业于北京电影学院表演系，自幼学习芭蕾舞，多年的舞蹈生涯造就了她身上独特的气质，高挑雅致又不失性感的身材和姣好的容貌是她作为演员先天优势，她的荧屏形象英姿飒爽又充满女性的娇媚性感，受到业界和观众的广泛认可，而此次周扬的表演归于强悍冷酷，身为长沙保密站的行动科科长，她智商过人，掌握着权力与生死，这个身处男人堆里的女特务身上笼罩着一层迷雾，很有看点。观众对周扬的表现也给予了很高的评价，称周扬演绎每一个细节时都处理的非常到位，让一个女军人的形象跃然于银屏之上。
此外，剧中还有两位让观众有些出乎意料的演员，分别是来自台湾的孙兴和以演小品而闻名的郭达，他们在《黎明前的暗战》中都穿上了军装，演绎起了历史上赫赫有名的国民党高级将领，而且得到了观众的普遍认可。其中，孙兴为了演好国军将领陈明仁，私底下做了相当多的功课，还在拍上一部剧的时候就已经开始背本剧中大段大段的台词；而让郭达扮演白崇禧更令观众大跌眼镜，一开始人们都带着怀疑的态度，但是随着剧情的深入，观众都逐渐接受喜欢上这个角色。尽管戏份不多，但郭达举手投足间颇有几分有“小诸葛”之称的白崇禧的传奇风范。
