스즈미야 하루히 1인칭】 나 2학년 5반 신장】 158cm 검은 머리의 미소녀. 스포츠 만능에 성적도 우수하다. 하루히 자신은 자각하지 못하고 있으나 세상을 자신의 뜻대로 바꾸어 버리는 능력을 갖추고 있으며, SOS단 멤버들은 그녀의 능력이 각성하지 않도록 밤낮으로 움직이고 있다. 가만히 있으면 미소녀지만 그 성격은 유아독존, 방약무인, 멧돼지처럼 돌진하는 성미에 극도로 지기 싫어한다. 극단적으로 말하면 오만하고 자기중심적이다. 또한 요리, 악기 연주, 가창 등 다채로운 재능을 가지고 있어, 「성격 말고는 단점이 없다」고 쿈조차 감탄하게 만드는 재색겸비의 소유자.

쿈 1인칭】 나 2학년 5반 신장】 170cm 쿈이라고 불리는 이유는 여동생이 재미 삼아 「쿈 군」이라고 부르기 시작한 것을 지인이 듣고 퍼뜨렸기 때문. 성격은 무사안일주의이며 입버릇은 「이런 이런」. 제대로 하루히에게 반론할 수 있는 유일한 인물. 냉정하고 감정의 기복은 그리 심하지 않지만, 진심으로 설교를 하거나 친구를 돕기 위해 분주히 움직이는 참견쟁이이자 상식인(=태클 담당). 다른 SOS단 멤버와 달리 특수 능력은 없다. 정기 시험에서는 언제나 낙제점 직전이며, SOS단 안에서 가장 학업 성적이 나쁘다.

나가토 유키 1인칭】 저 2학년 하루히가 문예부실을 점거했을 때 입단하게 된 북고 유일의 문예부원 소녀. 회색 짧은 머리에 회색 상의를 입고 있다. 하루히 왈 「SOS단에 없어서는 안 될 과묵 캐릭터」. 정체는 외계인. 정보 조작 능력을 갖추고 있다. 입을 열어도 담담하고 짧은 말밖에 하지 않는다. 지식욕과 식욕은 왕성하다. 언제나 무언가 책을 읽고 있다. 빈유.

아사히나 미쿠루 1인칭】 저 3학년 SOS단의 부부단장. 하루히가 「로리하고 거유인 마스코트 캐릭터」로서 납치해 온 유일한 상급생. 용모 단정하고 갈색 긴 머리를 가졌다. 하루히나 나가토 유키보다 키가 작지만 거유. 성격은 성실하고 상냥한 한편, 내성적이고 울보에 덜렁이이기도 하다. 미래에서 온 미래인이며, 하루히의 감시역이기도 하다. 연수생 이하의 말단이라 권한이 없기 때문에, 미래의 정보에 대해 질문을 받으면 「금칙사항입니다」라고만 대답한다. 하루히에게 장난감 취급을 당하며 매번 다양한 코스프레를 강요받고 있다. 부실에서는 메이드복을 입을 것을 하루히에게 강요받고 있어 메이드복을 입고 있는 경우가 많으며, 쿈 일행에게 차를 대접한다.

코이즈미 이츠키 1인칭】 저 2인칭】 당신, 성씨+씨 2학년 9반 신장】 179cm 남학생으로 SOS단 부단장. 고등학교 1학년 5월이라는 애매한 시기에 전학 온 탓에, 하루히에게 「수수께끼의 전학생」으로서 SOS단에 권유받았다. 언제나 미소를 띠며 온화하고 상쾌하며, 누구에게나 항상 경어를 사용한다. 이공계 특별 진학 클래스. 머리도 좋고 운동 신경도 뛰어나다. 초능력자 집단인 조직 「기관」에 소속되어 있다. 하루히의 정신 상태 불안정이 원인이 되어 발생하는 「폐쇄 공간」으로의 침입과, 그 안에서 파괴 활동을 하는 「신인」을 붉은 구슬을 두르고 공격하는 능력을 가졌다. 직무와 관련하여 하루히의 정신면에 신경을 쓰고 있으며, 하루히를 자극하는 것을 피하기 위해 기본적으로 예스맨이다. 본인 말로는 현재의 성격이나 표정 등은 「하루히의 소망」에 따른 연기라고 한다.