《五星红旗迎风飘扬2》承接“两弹一星”的故事，从1970年4月我国第一颗人造卫星上天写起，着力塑造毛泽东、周恩来、邓小平等老一辈革命家运筹帷幄，在复杂多变和严峻的国际环境中，审时度势，从容应对，始终立于主动地位。为了维护祖国的主权、领土完整和民族尊严，他们进行的坚定而有理有力的斗争，在严重困难面前，他们带领全国人民，迎难而上，以不屈的姿态和昂扬的精神面貌去战胜和克服困难，终于走出了一条中国特色的社会主义道路。
白宇 周雨彤 朱亚文 俞灏明 董勇 倪大红 保剑锋 郝平 蒋恺 尤勇智 张晓晨 刘畅 梅婷 于洋 张帆 吴昊宸 薛佳凝 海一天 赵子琪 尤靖茹 魏千翔 朱嘉琦 任宥纶 牛超 田雷 赫子铭 贾宏伟
白鹿 王星越 姚安娜 赵晴 赵弈
威廉·H·梅西 埃米·罗森 贾斯汀·查特文 卡梅隆·莫纳汉 杰瑞米·艾伦·怀特 伊森·卡特科斯基 珊诺拉·汉普顿 史蒂夫·豪威 劳拉·威金斯 琼·库萨克 艾玛·肯尼 詹妮弗·莫里森
未知
杨紫 胡歌 李光洁 张哲华 梅
宗峰岩 佟丽娅 何欣 王帅 徐
孙涛 邵峰 王振华 李静 张海
恩里克·阿里宗 欧赫尼奥·德尔维斯
王韦智 王伍福 王霙 郭伟华 吕一
李幼斌 萨日娜 刘交心 李大强 石天
演员：白宇 周雨彤 朱亚文 俞灏明 董勇 倪大红 保剑锋 郝平 蒋恺 尤勇智 张晓晨 刘畅 梅婷 于洋 张帆 吴昊宸 薛佳凝 海一天 赵子琪 尤靖茹 魏千翔 朱嘉琦 任宥纶 牛超 田雷 赫子铭 贾宏伟
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演员：白鹿 王星越 姚安娜 赵晴 赵弈
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演员：威廉·H·梅西 埃米·罗森 贾斯汀·查特文 卡梅隆·莫纳汉 杰瑞米·艾伦·怀特 伊森·卡特科斯基 珊诺拉·汉普顿 史蒂夫·豪威 劳拉·威金斯 琼·库萨克 艾玛·肯尼 詹妮弗·莫里森
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