Ngoài bốn nhân vật chính, bộ phim Tây Du Ký đã có khá nhiều vai diễn bất hủ, mà cho đến bây giờ chưa có bộ phim nào vượt qua. Cái bóng của phim Tây Du Ký 1986 có thể nói là quá lớn. Tuyến nhân vật phụ cũng để lại nhiều vai diễn bất hủ, có thể kể đến:

Tả Đại Phân vai Quan Thế Âm

Tả Đại Phân là diễn viên đóng vai Quan Âm thành công nhất trong tất cả các phiên bản về sau của phim truyền hình và điện ảnh. Quan Thế Âm của Tả Đại Phân trong Tây Du Ký không phải là vai diễn duy nhất của nữ diễn viên này. Năm 1976, Tả Đại Phân đóng vai Quan Âm trong một vở Tương kịch mang tên Truy ngư ký. Cũng chính nhờ vai diễn này mà đạo diễn Dương Khiết đã phát hiện ra cô. Quan Thế Âm của Tả Đại Phân thanh thoát và rất nhập vai.

Triệu Hân Bồi vai Hồng Hài Nhi

Triệu Hân Bồi tham gia vai diễn Hồng Hài Nhi chỉ mới bảy tuổi, đã thể hiện một Hồng Hài Nhi nhỏ tuổi nhưng mưu ma khá thành công. Vai diễn của Triệu Hân Bồi không lẫn bất kỳ vai diễn Hồng Hài Nhi nào về sau, khó có diễn viên lột tả được tính cách của Hồng Hài Nhi, ngây thơ nhưng vô cùng gian tà, thông minh nhưng vô cùng ác.

Châu Lâm vai Tây Lương Nữ Quốc Vương

Trong phim Tây Du Ký có đến 40 mỹ nhân tham gia, nhưng Châu Lâm được xem là "đại mỹ nhân". Châu Lâm diễn xuất rất thần vai diễn vua Nữ Quốc. Có lẽ do phim giả, tình thật mà Châu Lâm diễn xuất quá thành công vai diễn này, nó trở thành vai diễn để đời cho Châu Lâm.