Cpt. Malcolm "Mal" Reynolds

La défaite de Serenity Valley a durement affecté Mal, qui y a perdu à la fois la guerre, ses amis (seules quelques dizaines de combattants ont survécu) et sa foi. A bord de Serenity, il ne s'occupe plus que d'une chose: trouver du travail, n'importe lequel, pour nourrir son équipage et continuer à voler, libre. Moins cynique qu'il ne veut bien le prétendre, il est très protecteur envers cette nouvelle famille, qu'il n'hésite néanmoins pas à rudoyer de temps à autres. Ses rapports avec la Compagne Inara Serra sont particulièrement tendus, car aucun des deux ne veut admettre l'affection qu'il éprouve pour l'autre, en raison de leur métiers respectifs. Mal est interprété par Nathan Fillion.

Zoe Washburne

Zoe Washburne a combattu sous les ordres de Mal durant la guerre, et sert sur Serenity en tant que second. Entièrement dévouée à son capitaine, qu'elle suit dans les missions les plus risquées, elle a parfois du mal a concilier ce caractère de feu avec sa vie de couple. Elle en effet mariée à Wash, le pilote prodige et bon vivant de Serenity, qui n'est pas toujours tranquille à l'idée de la savoir en danger. Zoe est interprétée par Gina Torres.

Hoban "Wash" Washburne

Wash est le pilote de Serenity. Jamais a cours d'un bon mot, il est l'une des voix de la raison sur le vaisseau, et tique dès que l'on parle de tuer ou d'éliminer quelqu'un. Fan de dinosaures, pilote hors-pair, il apprécie modérément de voir Zoe toujours suivre aveuglément son capitaine, au point de créer des frictions à la fois dans son couple et dans sa relation avec Mal. Son rêve le plus cher? Prendre des vacances avec sa femme après chaque mission réussie. Une de ses acrobaties les plus spectaculaires est un Ivan-le-Fou effectué en pleine atmosphère, alors que Serenity était poursuivie par un vaisseau Reaver. Wash est interpété par Alan Tudik.

Kaywinnet Lee "Kaylee" Frye

Kaylee est le coeur du vaisseau. Mécanicienne-née, les machines lui "parlent", et elle peut réparer n'importe quoi en moins de temps qu'il ne faut pour le dire. Elle éprouve pour Serenity un amour profond, la considérant comme une créature à part entière, et allant jusqu'à lui parler par moments. Elle n'est pas insensible non plus aux charmes du jeune docteur Simon Tam, mais le caractère très "coincé" de ce dernier fait toujours tout tomber à l'eau. Son enthousiasme débordant et son optimisme forcené apportent à Serenity et son équipage la touche de chaleur qui en fait une vraie famille. Kaylee est interprétée par Jewel Staite.

Jayne Cobb

Jayne est le mercenaire de service. Il est toujours bon de l'avoir dans son dos au cas où les choses tourneraient mal, bien qu'il ne faille pas trop lui faire confiance non plus, au cas où il trouverait meilleur payeur. Jayne Cobb est néanmoins un personnage moins lisse qu'il n'y paraît, et tout en restant la plupart du temps une brute épaisse, certains évènements montrent qu'il éprouve quand même des émotions de temps en temps. On apprend d'ailleurs dans "Le message" qu'il envoie toujours de l'argent à sa mère, qui lui tricote des bonnets en laine pour qu'il ne prenne pas froid dans l'espace. Jayne est interprété par Adam Baldwin.

Compagne Inara Serra

La Compagne Inara Serra est la personnalité la plus respectable du bord. Elle loue à Mal Reynolds l'une des deux navettes de Serenity, et s'en sert de bureau mobile pour aller à la rencontre de ses clients, ce qui donne en retour à Mal une certaine légitimité sur certains mondes. On ne sait toujours pas la raison qui a poussé Inara à quitter Sihnon, alors que ses talents la destinaient à de hautes fonctions. Les Compagnes ne sont pas, comme Mal aime à le dire pour exaspérer Inara, de vulgaires prostituées, et se rapprochent plus des geishas. Elles sont enregistrées dans une Guilde, qui encadre leurs activités et les protège à l'occasion, notamment en mettant certains clients indélicats sur une liste noire. Inara est interprétée par Morena Baccarin.

Pasteur Derria Book

Le Pasteur Book rejoint Serenity sur Persephone, quelques jours après avoir quitté son abbaye. Séduit par le bagout de Kaylee, qui remarque qu'il s'intéresse plus aux vaisseaux qu'aux destinations (et que par conséquent sa Serenity est le meilleur choix pour lui), il lui avoue que parfois le voyage lui-même est la partie la plus intéressante du périple. Il monte ensuite à bord, payant son passage entre autres avec des fruits et légumes frais, denrées rares, dont des fraises, le péché mignon de Kaylee. Plus tard, son comportement et ses paroles laissent toutefois à penser qu'il n'a pas toujours été pasteur, et un certain mystère plane sur son passé et sa véritable identité. Le Pasteur Book est interprété par Ron Glass.

Dr. Simon Tam

Simon Tam est un peu le "gosse de riche" du bord. Surdoué, il sort de l'Académie Médicale d'Osiris parmi les meilleurs 3% de sa promotion, puis finit son internat en huit mois au lieu d'un an. Brillant chirurgien, il abandonne sa carrière et dépense toute sa fortune pour sortir sa soeur River de l'Académie où elle s'est inscrite, après avoir découvert qu'on l'y maltraite. En fuite, il se retrouve sur Persephone et achète son passage à bord de Serenity, où il embarque clandestinement River. Après la découverte de cette dernière, Mal décide de ne pas les débarquer et propose à Simon d'être son médecin de bord, ce qu'il accepte. Néanmoins, trop attaché à sa vie antérieure et occupé à soigner sa soeur, il se refuse à considérer Serenity comme un vrai foyer, ce qui provoque quelques accrochages avec Kaylee. Simon Tam est interprété par Sean Maher.

River Tam

Selon son propre frère, à côté de River, Simon fait l'effet d'un enfant attardé. Incroyablement surdouée et intuitive, elle est capable d'apprendre tout ce qui a l'heur de l'intéresser, que ce soit de la physique quantique ou de la danse. Attirée par le programme de la mystérieuse Académie dont son frère l'a ensuite fait sortir, elle y a en fait subi de graves traumatismes, les savants de l'Alliance pratiquant toutes sortes d'expériences chimiques et chirurgicales sur son cerveau. Après son évasion, de graves séquelles subsistent: paraissant par moment tout à fait normale, elle peut ensuite se prostrer d'un coup en murmurant des paroles incompréhensibles. Elle semble avoir une perception des gens et des évenements tout à fait exceptionnelle, qui laissent à penser qu'elle peut quelquefois sentir ce qui va se passer dans un futur proche. River Tam est interprétée par Summer Glau.