스무고개 탐정: 스무 가지 질문만으로 사건을 해결하는 천재 소년입니다. 항상 차분하고 이성적이며, 초등학생답지 않은 뛰어난 통찰력과 추리력을 가지고 있습니다. 본작의 주인공이자 초등학생 탐정. 본작의 '탐정'을 담당. 약칭은 스무고개 탐정이다. 마지막 권을 포함해 시리즈 전체에서 병호가 앗 너는 신...으로밖에 표현되지 않았다. 이름은 밝혀지지 않았다. 눈치가 없다.[2]스무 가지 질문으로 어떤 사건이든 해결한다.[3]그래서 스무고개 탐정으로 불린다. 마치 어른 같은 단정한 옷차림[7]을 하고 다니지만, 어른들의 눈에는 꽤 반항적으로 보인다고 한다.[8] 고양이를 싫어한다. 또래보다 키가 큰 편이다.

문양: 프라모델 조립이 취미인 평범하고 소심한 소년입니다. 하지만 사건을 겪으며 누구보다 용기 있게 변해가는 정신적 성장을 보여줍니다.

명규: 문양이의 절친한 친구이자 탐정 클럽의 정보통입니다. 학교 안팎의 소문과 정보를 빠르게 수집해 오며, 눈치가 빠르고 붙임성이 좋습니다. 명규: 문양이의 단짝 친구. 학교 최고의 정보통.[13] 스무고개 탐정이 가장 중요하게 생각하는 동료이기도 하다.

다희: 똑 부러지고 당찬 성격을 가진 여자아이입니다. 관찰력이 매우 뛰어나 탐정 클럽 아이들이 놓치기 쉬운 결정적인 단서를 꼼꼼하게 찾아내는 역할을 합니다. 다희: 5학년 6반 반장으로[17] 잔소리 들어본 적 없는 엄친딸이며, 학교에서 유일하게 스무고개 탐정을 꼼짝 못하게 한다.

마술사: 카드 마술이 특기인 초등학생 마술사.[22] 1권에서 도박판을 벌이며 돈을 휩쓸다 스무고개 탐정을 만난 후, 마술사의 속임수 타파를 의뢰받은 스무고개 탐정에게 트릭을 간파당해 패배하나 자신의 실수를 인정하고 스무고개 탐정을 친구로 받아들이며 자연히 문양이, 명규와도 친구가 된다. 마술사: 화려한 카드 마술 실력을 자랑하는 소년입니다. 처음에는 탐정과 대립하는 라이벌 구도였으나, 점차 위기 상황에서 기발한 잔꾀로 활약하는 든든한 동료가 됩니다.

말라깽이 형: 아이들의 아지트인 '박쥐 버거' 매장에서 일하는 대학생 형입니다. 무심해 보이지만 아이들의 안전을 걱정하고, 어른의 도움이 필요할 때 뒤에서 묵묵히 도와주는 가장 든든한 보호자입니다. 임석진 선생님: 한때 말라깽이 형, 말라깽이 오빠로 불렸던 교대생. 1~2권 시점까지는 박쥐 버거라는 햄버거 가게에서 일했다.

교장 선생님: 스무고개 탐정과 탐정 사무소 일원들, 그 밖의 여러 조연들이 다니는 본작의 배경이 되는 초등학교의 교장. 학교에서 유일하게 스무고개 탐정의 비밀[30]을 알고 있다.

병호: 스무고개 탐정의 오랜 친구이자 주원이의 사촌 오빠. 과거 스무고개 탐정과 탐정단을 결성해 수사하며 지내다 스무고개 탐정의 만행으로 인해[33]집 밖으로 나가지 못하는 마음의 병이 생겼지만 12권 시점에선 극복하고 조금은 나갈 수 있게 되었다. 그러다가 탐정 학교에 다니고 있으며 그 시기가 상당히 오래됐다는 것을[34] 스무고개 탐정이 알게 되어[35]서로 싸우게 되었다

주원: 겉보기에는 거칠고 반항적이며 싸움을 잘하는 행동파 소년입니다.