《绝命毒师》第二季延续了第一季的精彩剧情，主要演员阵容保持不变，包括布莱恩·克兰斯顿（BryanCranston）饰演主角沃尔特·怀特（WalterWhite），一位为了家人而走上犯罪道路的高中化学老师。他的表演深入人心，获得了多个艾美奖最佳男主角奖。
亚伦·保尔（AaronPaul）饰演杰西·平克曼（JessePinkman），沃尔特的学生和犯罪伙伴。他在第二季中经历了更多情感挣扎，从一个毒贩逐渐转变为更复杂的角色，同样赢得了广泛好评和艾美奖最佳男配角奖。
安娜·冈（AnnaGunn）饰演斯凯勒·怀特（SkylerWhite），沃尔特的妻子，她在第二季中逐渐发现丈夫的秘密，并试图保护家庭免受伤害。迪恩·诺里斯（DeanNorris）饰演汉克·施拉德（HankSchrader），DEA探员和沃尔特的妹夫，他的调查越来越接近真相。
次要演员包括贝茜·布兰特（BetsyBrandt）饰演玛丽·施拉德（MarieSchrader），汉克的妻子和斯凯勒的妹妹；RJ·米特（RJMitte）饰演小沃尔特·怀特（WalterWhiteJr.），沃尔特的儿子，患有脑性瘫痪。此外，吉安卡罗·埃斯波西托（GiancarloEsposito）作为反派古斯·弗林（GusFring）首次亮相，为后续剧情埋下伏笔。
第二季还引入了新的角色，如约翰·德·兰西（JohndeLancie）出演新墨西哥州的律师唐纳德·马利克（DonaldMargolis），以及克里斯托弗·科波拉（ChristopherCousins）饰演的赌场老板。这些演员共同塑造了这个紧张刺激的犯罪世界，使得《绝命毒师》第二季成为经典之作。