Personajes Malcolm Reynolds (Nathan Fillion) - Capitán de la Serenity y Sargento independiente en la batalla del valle de Serenity, un chico duro con un corazón de oro. Después de perder la guerra decidió comprar, junto con Zoe, una vieja nave clase Firefly a un chatarrero.
Zoë Alleyne Washburne (Gina Torres) - Segunda al mando y compañera de Mal desde la guerra. Suelen ir juntos a las misiones ya que confían íntegramente el uno en el otro.
Hoban "Wash" Washburne (Alan Tudyk) - El siempre optimista piloto de la nave, que ha evitado más de una vez que se estrelle o los pillen en algún lugar indebido. Está casado con Zoe, a la que conoció en la misma nave cuando fue contratado como piloto.
Inara Serra (Morena Baccarin) - La acompañante, mezcla entre una cortesana y una geisha en el siglo 26. Tiene alquilada una de las dos lanzaderas, en la cual recibe a sus clientes. Mantiene un constante tira y afloja con Mal. Ella se aprovecha de la nave Firefly para viajar por diferentes mundos y el capitán Malcolm, por el prestigio y el status que supone tener una acompañante. No es parte activa de la tripulación ya que no recibe órdenes del capitán.
Kaywinnit "Kaylee" Frye (Jewel Staite) - La alegre mecánica de la nave. Entiende a Serenity mejor que nadie y se toma los insultos contra la nave de una forma muy personal. Educada por su padre en la mecánica, no posee titulación oficial, pero sí un instinto que la lleva a adelantarse a cualquier dolor o petición de su preciosa nave, tiene un constante tira y afloja con Simon Tam. Fue sustituta de otro mecánico anterior a ella que no cumplía las expectativas de Mal, básicamente se dedicaba a hacer el vago y no tenía ni idea de mecánica. Dicho mecánico la llevó a la nave para hacerle el amor en la sala de máquinas, algo que a ella la excitaba. Descubiertos por Mal, pronto se demostró que ella tenía amplios conocimientos de mecánica, por lo cual el anterior encargado fue despedido y ella contratada al instante.
Jayne Cobb (Adam Baldwin) - El chico de las armas, matón a sueldo de la nave, un tipo de clase baja, sin ninguna educación, ética, ley o presencia, un tipo duro con gran habilidad para las armas. Tiene un gran arsenal propio en la nave, incluso le ha puesto nombre a su arma favorita. Traicionó a su antiguo jefe al ofrecerle Mal un mejor sueldo y una habitación propia para él solo. Su meta es la búsqueda de dinero y de mujeres.
Dr. Simon Tam (Sean Maher) - Proviene de una respetable familia de los planetas centrales de la Alianza. Cirujano en Capital City, abandonó su carrera y a sus padres para rescatar a su hermana de una institución de la alianza donde realizaban experimentos con su cerebro convirtiéndose así en un fugitivo buscado. Tiene pocas dotes comunicativas tanto con las mujeres como con las personas de los planetas exteriores. Siente cierta repulsa sobre el modo de vida ruda y sucia que llevan los tripulantes de la nave Serenity.
River Tam (Summer Glau) - Hermana de Simon, quien la coló como polizonte en una caja criogénica. Posee un alto cociente intelectual (a los 3 años ya corregía la ortografía de su hermano mayor). Fue internada en un centro especial de la alianza por sus padres, donde le realizaron experimentos que la volvieron totalmente psicótica, todo ello sin consentimiento de ellos. Entre los experimentos que sufrió se cuenta la extracción de partes del cerebro (lobotomía) para aumentar sus percepciones sensoriales.
Derrial Book (Ron Glass) - El reverendo de la nave, con un pasado misterioso ligado a la alianza. Parecer haber sido un miembro de alto nivel de la Alianza. Tiene formación en armas de fuego caracterizándose por su extrema puntería.