夜桜凶一郎（よざくら きょういちろう）は、夜桜家の長男（第一子）であり、妹の六美を異常なほど溺愛するシスコンの凄腕スパイです。普段は笑顔を絶やさない好青年を装っていますが、その本質は冷徹で、六美に近づく主人公・太陽を激しく敵視しています。性格の特徴異常なシスコン（妹至上主義）妹の六美を世界で一番愛しており、彼女の安全のためなら手段を選びません。六美の幼馴染である太陽に対しては、嫌がらせや命を脅かす罠を日常的に仕掛けます。普段は冷静だが冷酷表向きは常に笑顔ですが、任務や家族に危険が及ぶ状況では一転して冷酷かつ高圧的な態度を取ります。高校の教頭（偽名：昼川）をこなすほど優秀で頭脳明晰です。根底にある強烈な家族愛兄弟たちに対して「命を大事にしろ」と厳しく接しますが、いざという時は自分の命を懸けて家族全員を守る、非常に頼りがいのある長男です基本データ年齢: 21歳（物語開始時）武器: 鋼の糸（「弁天の羽衣」）好きなもの: 六美、紅茶苦手なもの: クモ

夜桜二刃（よざくら ふたば）は、夜桜家の長女（第二子）であり、古武術の達人です。外見は幼い少女のようですが、実際は20歳の成人女性であり、頼れるお姉ちゃんとして家族を支えています。お化けや幽霊、暗い場所が本当に大の苦手で、怖がると幼児退行して泣き出してしまいます

夜桜辛三（よざくら しんぞう）は、夜桜家の次男（第三子）であり、あらゆる武器を愛し使いこなす武器職人です。筋骨隆々で強面な外見をしていますが、中身は非常に繊細で、家族のなかで最もヘタレな性格をしています。性格の特徴極度のヘタレで人見知り強烈な見た目に反して、内面は超がつくほど臆病でシャイです。人前に出ると緊張でガチガチになり、すぐにパニックを起こしてしまいます。武器がないと生きていけない（重度の依存症）武器（特に愛用のゴミ箱や銃など）を身にまとっていないと、精神を保てず「全裸」でいるような羞恥心と恐怖に襲われます。武器にこもることでようやくまともに会話ができます。優しくピュアな心常に自分を隠して生きてきたため、性格は非常に純粋で素直です。兄弟想いで、いざという時はその圧倒的な破壊力で家族を守る優しさと強さを秘めています

夜桜四刃（よざくら しおん）は、夜桜家の次女（第四子）で、ハッキングや情報収集を担当する天才ゲーマーです。普段は自室に引きこもり、すべての作業をパソコンやゲームを通じて行っています。性格の特徴めんどくさがり屋な引きこもり基本的には部屋から出たがらず、実戦や運動を嫌う極度のインドア派です。ゲームとサイバー戦では超攻撃的ひとたびパソコンの前に座るかゲームを始めると、驚異的な集中力を発揮し、性格も非常に好戦的で口が悪くなります

夜桜嫌五（よざくら けんご）は、夜桜家の三男（第五子）であり、変装と諜報の達人です。いつも猫耳付きのパーカーを被っており、一見するとお気楽な自由人ですが、その本質は鋭い洞察力を持つスパイです。性格の特徴お気楽でマイペースな目立ちたがり屋楽しいことや面白いことが大好きで、シリアスな状況でも場を和ませるムードメーカーです変装を通じた高い共感能力他人に完璧になりきるため、相手の仕草だけでなく思考や感情まで深く理解する高い共感力と観察力を持っています。意外と常識人で繊細アクの強い夜桜家の中では周囲の状況をよく見ており、兄弟たちのメンタルケアに回るなど、実は非常に気が利く優しい性格です。独自の美学を持つ変装や他者を演じることに対して強いこだわりがあり、自分の「表現」を邪魔されることを嫌います。基本データ年齢: 17歳武器: 変装セット、特殊な糸、幻惑技術好きなもの: SNS、自撮り、コスプレ、パフェ苦手なもの: 地味な作業、自分の素顔をじっと見られること

夜桜六美（よざくら むつみ）は、夜桜家の四女（第六子）であり、本作のメインヒロインです。代々続くスパイ一家の「10代目当主」という重い宿命を背負っていますが、彼女自身は戦闘能力を持たない普通の人間です。 アクの強い兄弟たちや、夫となった太陽をいつも温かく見守り、精神的に支える夜桜家の中心的な存在です。

夜桜さんちの大作戦』の主人公、自分を犠牲にしてでも他人を最優先するお人好しで心優しい少年です。数年前に家族を交通事故で亡くしたトラウマから、当初は他人と関わることを拒む「超・人見知り」でしたが、夜桜家への婿入りを機に心強いスパイへと成長していきます。性格の特徴誰よりもお人好しで自己犠牲的自分よりも他人を優先してしまう性質を持っています。

夜桜七悪（よざくら ななお）は、夜桜家の四男（第七子）であり、医術と薬学に特化した天才スパイです。普段はバケツを被った巨大な体躯をしていますが、その中身は非常に心優しい、夜桜家最年少の現役中学生です。性格の特徴人一倍優しく穏やか体が非常に大きく怪力ですが、性格はとても控えめで人当たりが良く、争い事を好まない平和主義者です

道端草助（みちばた そうすけ）は、主人公・朝野太陽とヒロイン・夜桜六美のクラスメイトであり、スパイ協会に所属する銅級（仮）のスパイです。一言で表すと、「影が超薄く、本能に忠実な自称・負け組スパイ」です。性格の特徴ひがみっぽく、思い込みが激しい告白100連敗中であるなど自分を「負け組」と自虐する一方、美人の妻（六美）がいてスパイとして頭角を現す太陽を「勝ち組」と勝手に決めつけ、激しく嫉妬し目の敵にしています。女性に目がなく、本能に忠実大の女好きであり、自分の持つスパイ技術を「盗撮」などの不純な目的に平然と乱用する、なかなかにサイテー