캐릭터 히다리 쇼타로
남성. 자칭 '하드보일드 행동파 사립탐정' . 도쿄와 인접한 평화로운 도시 후토에서 나고 자란 토박이로서, 나루미 탐정 사무소의 소장 나루미 소우키치를 동경해 그의 뒤를 좇아 탐정이 되었다.
부모는 어릴 적 사고로 사망하여 친척집에 얹혀 더부살이했으나 철이 들고 나서부터는 자립하여 따로 사는 중이다. 범죄조직 뮤지엄에게 살해당한 스승 소우키치의 의지를 이어 뮤지엄을 후토에서 몰아내고자 파트너 필립과 함께 W(더블)로 변신해서 활약한다.
더블의 무기 및 전투 스타일을 결정하는 BODY SIDE의 가이아 메모리 - 조커, 메탈, 트리거를 소유. 일단 탐정으로서의 능력 자체는 뛰어난 데다, 성격상으로나 개인적인 문제상으로나 외부에 자신의 모습을 노출시키지 않는 필립을 대신해 행동력 있게 움직여 주는 좋은 파트너이지만 허당. 가면라이더 더블.
필립
남성. 나루미 탐정 사무소의 사립탐정 히다리 쇼타로의 파트너로 행동파인 쇼타로에 대비되는 소위 '안락의자 탐정'이다. 쿨하지만 나사 빠진 듯한 성격. 가면라이더 W이 전투 시 발현하는 속성을 결정하는 SOUL SIDE의 가이아 메모리 - 사이클론, 히트, 루나, 팡까지 소유하고 있다.
더블은 히다리 쇼타로의 신체를 바탕으로 변신하기 때문에 필립은 정신과 가이아 메모리만 쇼타로에게 전송된다. 덕분에 나루미 아키코는 쇼타로가 변신할 때마다 혼이 빠진 필립을 돌본다. 하지만 더블로 변신하지 않은 상태에서도 정신 자체는 더블 드라이버를 매개로 교감이 가능하며, 쇼타로의 반신을 움직일 수 있다. 머리를 고정할 때 머리핀 대신 사무용 집게를 쓴다. 클래식 정장을 고수하는 쇼타로와 달리 실내 생활을 주로 해서 그런지 패션 자체가 캐주얼한 편. 탐정 사무소의 멤버처럼 자신과 가까운 관계자들을 제외한 인물들을 풀 네임으로 부른다. 가면라이더 더블.
나루미 아키코
여성. 사립탐정 히다리 쇼타로의 본거지인 나루미 탐정 사무소의 소장이다. 쇼타로가 '아저씨'라고 부르며 따르던 탐정 스승 나루미 소우키치의 딸이며 사무소를 정리하기 위해 오사카에서 찾아온 자칭 '세련된 여자'지만, 실제로는 개그 캐릭터. 입버릇은 "나 이런 얘기 못 들었거든!". 어중간한 것을 싫어하며 돌발행동을 자주 한다. 덧붙여 제작진은 더블로 변신해 의식이 없는 필립을 아키코가 데려가서 숨기는 것이 하나의 재미라고 한다. 본인은 아니라고 생각하지만 말투와 행동에 어린 티가 나며 유아체형에 동안이라 쇼타로를 비롯한 주조연들에게 '여중생'이라고 불린다. 그리고 아키코는 쇼타로가 이런 대사를 칠 때마다 슬리퍼로 패기 일쑤다.
평상시에는 주로 쇼타로&필립 콤비의 츳코미역으로 항상 전용 녹색 슬리퍼를 들고 다니며 이 둘의 머리를 자주 후려친다.
테루이 류
남성. 후토 경찰서의 도펀트 범죄 전담반 '초상범죄수사과'의 형사로 직급은 경시. 자신의 애차인 두카티 바이크를 타고 사건 현장에 나타나는 경우가 많다. 성격은 하프보일드인 히다리 쇼타로와는 다르게 이쪽은 정말 하드보일드 자체이다. 반면 그와 비례하게 독불 장군으로서, 다른 사람에게 질문받는 일을 극도로 싫어해 질문을 받으면 대부분의 경우 "나에게 질문하지 마라!"라고 일축한다. 항상 틈이 없고 무슨 일도 완벽하게 해낼 수 있지만 정의감 이상으로 복수심이 주요한 행동 원리이기 때문에 폭주하기 쉽고, 필요 이상으로 비정하게 되거나 공감할 수 있는 인물에게는 의외로 약한 모습도 보이는 등 감정에 휘둘리는 경우가 있다. 일단 이성에 대해는 꽤 금욕적. 액셀 메모리와 액셀 드라이버, 엔진 블레이드 등 그가 가면라이더로서 활동할 수 있게 해주는 장비는 슈라우드란 여성에게 받았다. 가면라이더 엑셀