Hovedbesetningen:
* Phineas Flynn: Den oppfinnsomme, energiske storebroren. Stemme av Vincent Martella.
* Ferb Fletcher: Den stille, ressurssterke lillebroren. Stemme av Thomas Sangster.
* Candace Flynn: Deres eldre søster som er besatt av å knuse dem for deres sprø oppfinnelser. Stemme av Ashley Tisdale.
* Perry the Platypus: Phineas og Ferbs kjæledyr nebbdyr, som i all hemmelighet jobber som hemmelig agent for O.W.C.A. (Organisasjon uten et kult akronym). Stemme av Dee Bradley Baker.
* Dr. Heinz Doofenshmirtz: Den onde forskeren som bor rett over gaten, og prøver hele tiden å ta over Tri-State-området. Stemme av Dan Povenmire.
* Isabella Garcia-Shapiro: Phineas' crush, et medlem av Fireside Girls. Stemme av Alyson Stoner.
* Buford Van Stomm: Den tøffe og litt uvitende mobberen. Stemme av Bobby Gaylor.
* Baljeet Tjinder: Phineas og Ferbs intelligente og ofte nervøse venn. Stemme av Maulik Pancholy.
* Jeremy Johnson: Candace's crush, en populær gutt. Stemme av Mitchel Musso.
* Phineas og Ferbs mamma: En kjærlig og støttende mor. Stemme av Caroline Rhea.
* Phineas og Ferbs far: En tilbakelent og ofte uvitende far. Stemme av Richard O'Brien.
Gjentakende tegn:
* Major Monogram: Perrys sjef i O.W.C.A. Stemme av Jeff "Swampy" Marsh.
* Agent P: Perrys hemmelige agent kodenavn.
* Stacy Hirano: Candaces beste venn, som ofte er skeptisk til Candaces forsøk på å buste Phineas og Ferb. Stemme av Kelly Hu.
* The Fireside Girls: En gruppe jenter som alltid er ivrige etter å hjelpe Phineas og Ferb. Stemme av Alyson Stoner, Ashley Tisdale og andre.
* The Evil Sidekick: Doofenshmirtz sin humrende assistent. Stemme av Dee Bradley Baker.
* Vanessa Doofenshmirtz: Doofenshmirtz sin tenåringsdatter, som vanligvis er flau over farens skurkaktige krumspring. Stemme av Olivia Olson.
* Norm: Doofenshmirtz sin robotbutler.
* Fortelleren: En mystisk stemme som forteller mange av episodene. Stemme av Dee Bradley Baker.
Denne listen dekker de fleste av hovedpersonene, men Phineas og Ferb er kjent for sitt store ensemblebesetning og sine mange tilbakevendende karakterer, så det er mange flere karakterer som kan listes opp!