Phoebe Thunderman (interpretada por Kira Kosarin): es la protagonista de la serie, siendo la hermana melliza de Max y hermana mayor de Nora, Billy y Chloe. Su alias de superheroina es Thunder Girl (Chica Trueno en España y Thunder Chica en Latinoamérica). Ella tiene telequinesis, aliento congelado y aliento de calor. En el episodio Thundersense, Phoebe desarrolla una nueva habilidad llamada «Thundersentido», que le advierte si ella y otros están en peligro. Desde el comienzo de la tercera temporada, Phoebe ha estado entrenando para convertirse en un superhéroe y oficialmente se convierte en Thunder Girl/Chica en el episodio Thundermans: Secret Revealed. Sin embargo, en el episodio Come What Mayhem, durante un intento de evitar que una de las bromas anteriores de Max se dispare, Phoebe absorbe accidentalmente los poderes de Dark Mayhem y se vuelve malvada. Phoebe tiene 18 años, siendo 20 segundos mayor que Max.

Max Thunderman (interpretado por Jack Griffo): es el hermano mellizo de Phoebe y hermano mayor de Nora, Billy y Chloe. Sus poderes incluyen telequinesis, aliento de hielo y aliento de fuego. Él es el antagonista convertido en antihéroe. A pesar de haber nacido dentro de una familia de superhéroes, Max originalmente aspiraba a convertirse en un súpervillano durante las primeras tres temporadas. En el episodio Thundermans: Secret Revealed, finalmente cambia de opinión y toma una decisión que cambia su vida de abandonar el lado oscuro y convertirse en un luchador por la justicia (aun así, no quiso ser tan buena persona como Phoebe), utilizando sus poderes y dispositivos de alta tecnología para el bien común. La cuarta temporada se centra en Max reajustándose a su nueva vida diaria como un superhéroe en lugar de un malhechor, mientras aborda los desafíos de trabajar con Phoebe en el entrenamiento de entrar a la Fuerza Z (zeta), lo que pone en peligro su amistad con Dr. Colosso. Su habitación del sótano sirve como su guarida secreta, llena de artilugios de alta tecnología y carteles de la Liga de villanos. En la cuarta temporada, su guarida tiene carteles de la Fuerza Z y otros carteles de superhéroes. Se puede acceder a su guarida a través de un tobogán que conduce a su cama debajo de una mesa de té al lado del sofá en la sala de estar y también es donde mantiene a su mejor amigo y mentor, el Dr. Colosso, un supervillano convertido en conejo. Max también tiene 18 años al igual que Phoebe, pero es 20 segundos menor.

Nora Thunderman (interpretada por Addison Riecke): es la segunda hija más joven de la familia Thunderman y la hermana menor traviesa de Phoebe, Max y Billy y la hermana mayor de Chloe. Su alias de superhéroe es Chica Láser. Su superpoder es la visión láser. Nora puede reclutar fácilmente a Billy en cualquier travesura suya, ya que se asusta con facilidad. Tiene 12 años.

Billy Thunderman (interpretado por Diego Velazquez): es el tercer hijo de la familia Thunderman. Es el hermano menor enérgico para Phoebe y Max y hermano mayor para Nora y Chloe. Su alias de superhéroe es Chico Veloz. Su superpoder es la supervelocidad. Se revela que Barb dio a luz a Billy en el aire mientras su esposo la transportaba a un hospital, lo que implica que Billy probablemente se golpeó la cabeza después del nacimiento, por lo que normalmente es un despistado. Billy tiene 13 años.

Hank Thunderman (interpretado por Chris Tallman): es el esposo de Barb y el padre de Phoebe, Max, Nora, Billy y Chloe. Su alias de superhéroe es Thunder-Man. Sus superpoderes son superfuerza, resistencia y vuelo. Hank ahora se retiró como un superhéroe para darles a sus hijos un hogar estable y normal. Todavía usa sus poderes para volar a lugares de todo el mundo y al igual que otros superhéroes ficticios que vuelan, generalmente hace agujeros en el techo de su casa antes de llevar a cabo una misión.

Barb Thunderman (interpretada por Rosa Blasi): es la esposa de Hank y la madre de Phoebe, Max, Nora, Billy y Chloe. Su alias de superhéroe es Electress. El superpoder de Barb es controlar la electricidad, la energía y los rayos. A diferencia de su esposo, ella está completamente de acuerdo con dejar atrás su vida de superheroína. Sin embargo, Barb está de acuerdo con Hank en que Max está atravesando una fase de súpervillano que debe terminar rápidamente.

Chloe Thunderman (interpretada por Maya Le Clark): es la hija menor y hermana menor de Phoebe, Max, Nora y Billy. Barb la da a luz en el episodio Ha nacido un héroe. El superpoder de la infancia de Chloe son las burbujas, y su superpoder al crecer es la teletransportación. Su alias de superhéroe es Thunder Bebé. En la tercera temporada, ella es un personaje recurrente, pero es promovida a personaje principal en la cuarta temporada. Chloe tiene 7 años.

Doctor Colossio (interpretado por Dana Snyder): es uno de los villanos de la serie y el ex enemigo de Hank hasta que este lo transformó en un conejo mientras todavía era Thunder-Man. Lo mantienen en la guarida de Max. Está demostrado que Dr. Colosso es el mejor amigo de Max. En el episodio A Hero Is Born, el Dr. Colosso regresa temporalmente a su forma humana para poder obtener un premio, aunque en realidad es un complot de los villanos King Crab, Lady Web y Scalestro para que lo echen debido a estar inactivo en villanía, aunque los tres miembros de la Liga de Villanos no son conscientes de que ha estado atrapado en forma de conejo todo este tiempo. Otras veces, cuando Dr. Colosso se convierte en humano, es cuando Phoebe lo hace pasar por su tío en la noche de juegos familiares y cuando roba el animalizador en un complot para interrumpir la renovación del voto de boda de Hank y Barb, similar a cuando interrumpió su primera boda. El títere del Dr. Colosso es interpretado por Stephen, Edward y Charles Diodo, con asistencia en episodios posteriores de Kevin Carlson.

Cherry (interpretada por Audrey Whitby): es la mejor amiga de Phoebe. Originalmente desconocía los superpoderes de la familia, aprendió sobre ellos en "A Hero Is Born".

Evan (interpretado por Elijah Nelson) es estudiante de la secundaria Hiddenville y miembro del grupo de estudiantes inteligentes de Sarah. Su mejor amiga es una iguana mascota conocida como Eleanor. En el episodio I'm Gonna Forget You, Sucka, se revela que Evan es de hecho un agente secreto de la Liga de Héroes que se ha hecho pasar por un estudiante encubierto para proteger a los Thundermans. Su nombre real es Lucious. Es un hombre de 50 años con familia, pero parece un adolescente porque su superpoder es que no envejece.

Sarah (interpretada por Keely Marshall): es una estudiante de la secundaria Hiddenville que está enamorada obsesivamente de Max. También es amiga de Phoebe. Ella es muy inteligente y es la aparente líder de un grupo de estudiantes inteligentes, comúnmente conocido como «Grupo de Sarah».

Kesley (interpretada por Teala Dunn): es una de las mejores amigas de Phoebe y un personaje recurrente en la serie.

Ashley (interpretada por Krista Marie Yu): es otra de las amigas de Phoebe a la vez un personaje recurrente en la serie.

Allison (interpretada por (Ryan Newman)): es la novia definitiva de Max. Siempre quiere salvar el mundo, pero en particular Groenlandia para evitar el calentamiento global. Phoebe también le dice a Max que Allison está enamorada de él y salen juntos. Se vuelve la novia de Max oficialmente en el episodio de la noche de juegos, pero terminan en el episodio el secuestro de coloso. Odia las fiestas.

Sra. Wong (interpretada por Helen Hong): es la tía de Darcy y la dueña de un restaurante de pizza que nunca es amable con nadie, especialmente con los Thunderman. En el episodio This Looks Like a Job For..., Phoebe y Max trabajan en su restaurante, pero terminan siendo despedidos después de que, sin darse cuenta, destruyen su cocina, provocando así su desprecio por los gemelos y su familia. En el episodio Thundermans: Secret Revealed, expone a los Thundermans a la gente de Hiddenville al descubrir sus identidades secretas. Más tarde, se revela que su primer nombre es Olympia. En "Thundermans: Desterrados!" su restaurante de pizza fue destruido accidentalmente por los intentos de Phoebe y Max de detener una explosión, lo que provocó que la Súper Presidenta Molamogollón reubique a los Thundermans en la Antártida y reasigne su puesto a la familia de Falcon Man. Más tarde lo reconstruye, solo para que Candi Falconman se estrelle contra su techo. Ella está entre los residentes de Hiddenville que se dejará engañar por la falsa eliminación de poder de la Súper Presidenta Molamogollón en los Thundermans.

Blobbin/Masilla (interpretado por Harvey Guillen): es el hijo y compañero del difunto millonario del tío Wilfred de Barb, que operaba como All American Blob, y el primo mayor de Phoebe, Max, Billy, Nora y Chloe. En su testamento, Wilfred dejó su enorme fortuna y mansión a Masilla. Él es muy sensible, pero al mismo tiempo está extremadamente dedicado a la familia y por lo general ayuda a los Thundermans de cualquier manera que pueda. Blobbin tiene 20 años.

Oyster (interpretado por Tanner Stine): es un chico guitarrista que está en la nueva banda de Max a partir del episodio "Pheebs Will Rock You. Phoebe inicialmente estaba enamorada de él hasta que se entera de que está un poco bastante loco. Considera que las guitarras son seres femeninos vivos, que siguen sus "decisiones", les habla e incluso les escribe canciones.

Gideon (interpretado por Kenny Ridwan): es un chico en la banda de Max. Tiene sentimientos hacia la madre de Max, lo que deja a todos asqueados, y luego comienza a desarrollar sentimientos hacia Phoebe.

Wolfgang (interpretado por Jake Borelli): es un estudiante de intercambio de origen alemán y es el baterista de la banda de Max.

Madison (interpretada por Brooke Sorenson): es animadora en la secundaria Hiddenville. Ella es la cabeza del escuadrón de porristas y, a menudo convoca a las charlas de porrismo con las otras porristas.

Director Bradford (interpretado por Jeff Meacham): es el director de la secundaria Hiddenville. Se muestra que odia su trabajo, tiene una vida triste y no le gusta la familia Thunderman debido a las bromas de Max. En el episodio 21 Dump Street, se revela que el director Bradford vive en la escuela y tiene una cama reclinable detrás de algunos armarios. También se revela que no ha superado su primera ruptura, que es la razón de su triste y deprimente vida.

Maddy (interpretada por Gabrielle Elyse): es miembro del escuadrón de porristas de Madison y es una de las amigas de Phoebe.

Link Evilman (interpretado por Barrett Carnahan): es el novio de Phoebe y es el hijo del ex némesis supervillano de Hank, Evilman. Eventualmente, su relación termina cuando Link comienza a usar sus poderes como héroe, pero termina asignado en Hong Kong por la Liga de héroes. Su superpoder es elasticidad.

Súper Presidenta Molamogollón (interpretada por Daniele Gaither): es la presidenta de la liga de héroes. Ella alerta a los Thundermans de cualquier supervillano en el área.

Caos Oscuro (interpretado por Omid Zader, con la voz de Jamieson Price): es un villano peligroso que es un miembro de elite de la Liga de Villanos. Dark Mayhem fue responsable del origen de Evilman. Max lo idolatró hasta el episodio Thundermans: Secrets Revealed donde él, Fairy Pinch-ess, Strongdor, y Son of Scalestr planean que Max use un orbe especial para drenar los poderes de Thundergirl (Phoebe). Fue derrotado por Phoebe y Max, quien drenó a Dark Mayhem de sus poderes y lo metió en prisión. En el episodio Trueno en el Paraíso, Dark Mayhem se muestra encarcelado en la prisión de Metroburgo con Strongdor como compañero de celda, para gran disgusto de Dark Mayhem. Phoebe visita Dark Mayhem para consultarlo y deshacerse de sus habilidades después del incidente en el episodio Come What Mayhem. Dark Mayhem le dice que no puede y abrazarlo para apoderarse del mundo mientras la dirige a donde pueden encontrar a su antiguo compañero de robot Destructo.