Pierre Richard

François Perrin, violoniste

Bernard Blier

Colonel Bernard Milan, services secrets

Jean Rochefort

Colonel Louis Toulouse, services secrets

Mireille Darc

Christine, espionne de Milan

Paul Le Person

Perrache, adjoint de Toulouse

Jean Carmet

Maurice Lefebvre, musicien et meilleur ami de Perrin

Colette Castel

Mme Paulette Lefebvre, musicienne et amante de François

Maurice Barrier

Chaperon, agent de Toulouse

Robert Dalban

« Coco », le faux livreur, agent de Milan

Robert Castel

Georghiu, agent de Milan

Jean Obé

Botrel, agent de Milan

Jean Saudray

Poucet, agent de Toulouse

Roger Caccia

M. Boudart, agent de Milan

Arlette Balkis

Mme Boudart, agent de Milan

Tania Balachova

La mère du colonel Louis Toulouse

Bernard Charlan

Le cycliste « Les P'tits Vélos »

Yves Robert

Le chef d'orchestre

Jean-Michel Molé

Un espion des poupées russes chez François Perrin

Marcel Gassouk

Le chauffeur de la camionnette de fleuriste

Xavier Gélin

L'automobiliste dans sa décapotable

Gérard Majax

L'espion magicien

Stéphane Bouy

L'espion des services secrets français arrêté aux États-Unis

Gérard Moisan

Un espion chez François Perrin

Bruno Oppe

Un espion chez François Perrin

Claudine Beccarie

(non créditée)