Cốt truyện và các nhân vật dưới đây xuất hiện trong anime. Các thể loại khác như manga và tiểu thuyết có đôi chút khác biệt.

μ's

Honoka Kōsaka (高坂 穂乃果 Kōsaka Honoka?)

Bài chi tiết: Honoka KōsakaLồng tiếng bởi: Emi Nitta (bản tiếng Nhật)[3]; Marieve Herington (bản tiếng Anh)[4]Honoka là nhân vật chính của dự án, học sinh năm 2 tại trường cấp ba Otonokizaka. Gia đình của cô có một cửa hàng đồ ngọt (Wagashi) tên là Homura. Cô thích hát, có tính cách vui vẻ, sôi nổi và cô không bao giờ có ý định từ bỏ điều gì, điều làm cho cô thường cố gắng quá sức. Honoka rất lười và lưỡng lự khi làm việc, nhưng rất quyết đoán với những việc liên quan đến thần tượng học sinh. Sở thích của cô là bơi và thu thập nhãn dán. Honoka là nhóm trưởng của μ's, và cô giữ vị trí trung tâm (center) trong một số bài hát. Sau này cô đã trở thành hội trưởng hội học sinh thay cho Eli.

Kotori Minami (南 ことり Minami Kotori?)

Lồng tiếng bởi: Aya Uchida (bản tiếng Nhật)[5]; Cristina Vee (bản tiếng Anh)Kotori là bạn học và là bạn thời thơ ấu của Honoka. Cô cũng là con gái của Hiệu trưởng trường Otonokizaka, vì thế nên hai mẹ con trông rất giống nhau. Cô được cho là người để đầu óc trên mây, mặc dù giữ trọng trách thiết kế trang phục và biên đạo cho nhóm. Kotori rất quan tâm đến cảm xúc của những người xung quanh, nhưng thường thiếu quyết đoán và dễ bị cuốn theo người khác. Sau này cô trở thành thành viên của hội học sinh, giúp đỡ Honoka và Umi.

Umi Sonoda (園田 海未 Sonoda Umi?)

Lồng tiếng bởi: Suzuko Mimori (bản tiếng Nhật)[6]; Kira Buckland (bản tiếng Anh)Umi là bạn học và là bạn thời thơ ấu của Honoka. Cô là thành viên của câu lạc bộ cung đạo, và thường bắn rất chuẩn. Cô cho rằng Honoka hơi hách dịch và tự phụ, nhưng sớm nhận ra mình có một người bạn táo bạo, và thường đóng vai trò nhắc nhở Honoka. Umi là người viết lời chính cho nhóm. Là con gái của một gia đình đậm chất truyền thống, Umi biết kendo, chơi đàn koto, nhạc kịch nagauta, thư pháp shodō, và điệu nhảy nichibu. Kotori cho rằng Umi rất đáng sợ khi giấc ngủ của cô bị làm phiền bởi những người khác trong đợt huấn luyện với các thành viên của μ's. Sau này cô trở thành phó hội trưởng hội học sinh thay cho Nozomi.

Eli Ayase (絢瀬 絵里 Ayase Eri?)

Lồng tiếng bởi: Yoshino Nanjō (bản tiếng Nhật)[7]; Erica Lindbeck (bản tiếng Anh)Eli là học sinh năm 3, hội trưởng hội học sinh của Otonokizaka và cũng là người rất muốn cứu ngôi trường. Mặc dù cô biết đến kế hoạch của Honoka và phản đối nó, cô là người cuối cùng gia nhập μ's. Bà của Eli là người Nga nên cô là người Nhật gốc Nga, và thường nói cụm từ "хорошо" (IPA: [xərɐˈʂo]; đọc là khorosho, nghĩa là "tốt"). Cô đặc biệt có tài năng, xuất sắc về cả học tập lẫn thể thao, và thực hiện trọng trách hội trưởng hội học sinh một cách tuyệt vời. Eli cũng biết may vá, và kỹ năng múa ba lê xuất sắc đã khiến cô trở thành biên đạo của nhóm.

Nozomi Tojo (東條 希 Tōjō Nozomi?)

Lồng tiếng bởi: Aina Kusuda (bản tiếng Nhật)[8]; Laura Post (bản tiếng Anh)Nozomi là học sinh năm 3, phó hội trưởng hội học sinh của Otonokizaka và là người lớn tuổi nhất nhóm. Cô là người luôn thấu hiểu Eli, người bạn đầu tiên của cô sau khi dành cả cuộc đời học sinh để chuyển trường do công việc của gia đình, và quyết định sống một mình khi học ở Otonokizaka. Cô cũng là người khích lệ tinh thần cho cả nhóm, và gần như biết hết tất cả, đặc biệt là khi cô biết trước rất nhiều thứ sẽ xảy ra và còn đặt cả tên cho nhóm dựa vào những điều chưa xảy ra. Nozomi nói giọng vùng Kansai mặc dù không xuất thân ở đó. Sở thích của cô là tiên đoán tương lai, và cô dùng nó để nhanh chóng thích nghi khi phải chuyển trường. Mặc dù cô có tính cách rất nhẹ nhàng, nhưng đôi khi cô cũng rất tinh nghịch, và thường sờ soạng những người khác khi cô thấy họ mất tập trung hoặc xuống tinh thần, cho rằng đó là việc giúp họ vui lên.

Nico Yazawa (矢澤 にこ Yazawa Niko?)

Lồng tiếng bởi: Sora Tokui (bản tiếng Nhật)[9]; Erica Mendez (bản tiếng Anh)Nico là học sinh năm 3, yêu thích thời trang, và phụ trách thiết kế trang phục cùng Kotori. Cô mong muốn trở thành thần tượng hơn tất cả mọi người trong μ's, và làm việc không biết mệt để đạt được mục tiêu. Nico có ngoại hình và ứng xử như một đứa trẻ, trông trẻ hơn tất cả các thành viên khác mặc dù cô là học sinh năm 3. Nico lập nên Câu lạc bộ Nghiên cứu thần tượng, nhưng tất cả các thành viên đều đã rời khỏi nhóm do yêu cầu của cô quá cao. Khi Honoka và bạn của cô mong muốn đưa câu lạc bộ thành nơi hoạt động của μ's, ban đầu Nico từ chối, nghi ngờ họ sẽ sớm từ bỏ việc trở thành thần tượng, cho đến khi cô công nhận thực lực của họ và sau đó gia nhập vào nhóm. Cô thường hành động nổi bật và luôn khao khát được chú ý, nhưng rất quan tâm đến những người xung quanh. Không như các thành viên còn lại, cô có tính cách thần tượng, và thường nói câu khẩu hiệu Nico-Nico-Ni kèm theo các kiểu tạo dáng. Sau khi tốt nghiệp, cô giao lại vai trò chủ tịch câu lạc bộ cho Hanayo. Nico có ba người em ruột: Cocoa Yazawa (矢澤 ココア Yazawa Kokoa?) (Lồng tiếng bởi Sora Tokui (bản tiếng Nhật); Janice Kawaye (bản tiếng Anh)), Cocoro Yazawa (矢澤 心 Yazawa Kokoro?) (Lồng tiếng bởi: Sora Tokui (bản tiếng Nhật); Stephanie Sheh (bản tiếng Anh)) and Cotaro Yazawa (矢澤 虎太郎 Yazawa Kotarō?) (Lồng tiếng bởi: Sora Tokui (bản tiếng Nhật); Julie Ann Taylor (bản tiếng Anh)). Nico nấu ăn rất ngon.

Maki Nishikino (西木野 真姫 Nishikino Maki?)

Lồng tiếng bởi: Pile (bản tiếng Nhật)[10]; Caitlin Glass (bản tiếng Anh)Maki là học sinh năm nhất, xuất thân từ một gia đình bác sĩ giàu có. Cô có tài đánh đàn piano và hát hay, nhưng được kỳ vọng trở thành bác sĩ, thừa kế bệnh viện của gia đình, chính điều đó làm cô từ chối gia nhập μ's lúc đầu. Ban đầu Maki khá kiêu căng và kín đáo, nhưng càng về sau càng mở rộng lòng mình với mọi người. Maki là người sáng tác và luyện thanh cho nhóm. Sau này cô trở thành Phó Chủ tịch Câu lạc bộ Nghiên cứu thần tượng.

Hanayo Koizumi (小泉 花陽 Koizumi Hanayo?)

Lồng tiếng bởi: Yurika Kubo (bản tiếng Nhật)[11]; Xanthe Huynh (bản tiếng Anh)Hanayo là học sinh năm nhất, thích vẽ và xếp giấy origami. Cô cũng được gọi là Kayo, một cách đọc khác cho tên kanji của cô. Bạn thân nhất của cô và cũng là bạn thời thơ ấu là Rin. Cô đặc biệt thích ăn, thức ăn ưa thích là cơm, và cũng là một người ngại ngùng. Trước khi gia nhập μ's, cô rất hay tự ái và dễ từ bỏ. Hanayo có ước mơ trở thành thần tượng từ nhỏ và câu cửa miệng của cô là "Ai đó làm ơn cứu tôi với!" (誰か助けて!; Dareka tasukete!), có thể thay đổi tuỳ thuộc vào manga / tiểu thuyết. Sau này cô trở thành Chủ tịch Câu lạc bộ Nghiên cứu thần tượng.

Rin Hoshizora (星空 凛 Hoshizora Rin?)

Lồng tiếng bởi: Riho Iida (bản tiếng Nhật)[12]; Faye Mata (bản tiếng Anh)Rin là học sinh năm nhất, giỏi thể thao, đặc biệt là chạy vượt rào, bóng đá và bóng rổ. Giống như Honoka, Rin có tính cách vui vẻ nhưng rất dễ mất động lực và vẻ ngoài là tomboy. Cô là bạn thân nhất của Hanayo, người mà cô luôn trông nom, và có thói quen kết thúc câu nói của mình bằng "-nya" (từ tiếng Nhật tương đương với meow). Cô gặp vấn đề với sự dễ thương do biến cố lúc nhỏ khi đám con trai trêu cười khi cô thử mặc váy để trông nữ tính hơn. Về sau Rin vượt qua được chuyện đó nhờ sự giúp đỡ từ bạn bè và thể hiện độ nữ tính của mình nhiều hơn.

Những nhân vật khác

• Yukiho Kōsaka (高坂 雪穂 Kōsaka Yukiho?) là em gái của Honoka, thường che giấu đi những việc làm ngại ngùng của mình. Lồng tiếng bởi: Nao Tōyama (bản tiếng Nhật); Christine Marie Cabanos (bản tiếng Anh)[13]
• Alisa Ayase (絢瀬 亜里沙 Ayase Arisa?) là em gái của Eli và cũng là fan của μ's. Sống ở nước ngoài từ nhỏ, cô không quen với một số phong tục của Nhật. Giống như chị gái mình, cô cũng thường nói câu "хорошо". Lồng tiếng bởi: Ayane Sakura (bản tiếng Nhật); Brianna Knickerbocker (bản tiếng Anh)
• Tsubasa Kira (綺羅 ツバサ Kira Tsubasa?) là nhóm trưởng của nhóm thần tượng A-Rise và là học sinh của trường cấp ba UTX. Lồng tiếng bởi: Megu Sakuragawa (bản tiếng Nhật); Cassandra Morris (bản tiếng Anh)[14]
• Erena Toudou (統堂 英玲奈 Tōdō Erena?) là thành viên của A-Rise với một ngoại hình trông khá người lớn, là học sinh của UTX. Lồng tiếng bởi: Maho Matsunaga (bản tiếng Nhật); Erika Harlacher (bản tiếng Anh)[15]
• Anju Yuuki (優木 あんじゅ Yūki Anju?) là thành viên của A-Rise với một thái độ giống công chúa, là học sinh của UTX. Lồng tiếng bởi: Ayuru Ōhashi (bản tiếng Nhật); Corina Boettger (bản tiếng Anh)[16]