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亚伯拉博士(Professor Abullah、アブラー博士)
声：山路和弘
波斯王国的首席科学家，曾参与国家的绿化项目“波拉项目”，制造名为“波拉”(Bora、ボラー)的巨大绿化机器人。为了要完成机器人的电子头脑，找来天马博士设计出世界上最优秀的人工智能。但是，因为人工智能容纳了全世界60亿人的人格，无法从中挑选要成为的人格而陷入混沌无法觉醒。在中亚战争中失去亲人而产生憎恨，这份憎恨在他被空袭炸死之后，连同他事先准备好的记忆芯片一同装入人工智能，偏差的情感使其得以从混沌中清醒。而这个人工智能又分裂成两个人格，一个是制造布鲁图的亚伯拉，另一个是完成波拉的高地。
诺斯2号(North 2、ノース2号)
声：山寺宏一(动画)
来自英国，七个“世界上最优秀机器人”其中一名，在第39次中亚冲突战役中担任英国军队总司令安德烈·德古拉斯将军的传令官，日后饱受战争时杀害机器人同类的阴影折磨。之后经由人力中介公司介绍，担任隐居在欧洲联邦苏格兰的知名音乐家波尔·邓肯的管家，为了摆脱阴影而向他学习钢琴，过着平静的日子。
有许多只手臂，手臂前端装备有武器，平常大多藏在覆盖全身的斗篷下。足部配备有喷射设备可以飞行。是少数造型延用原作设计的角色:202。
伯朗德(Brando、ブランド)
声：木内秀信(动画)
来自土耳其，七个“世界上最优秀机器人”其中一名，参加过第39次中亚冲突战役。之后参与机器人格斗，是土耳其ESKKKR的机器人格斗冠军。有机器人妻子并收养了不少小孩，认为比赛胜负是靠运气，而收养小孩带给了它强运和生活目标，自称“Lucky man”。
人类型，透过穿上机器装甲来战斗。
乌兰(ウラン)
声：铃木实里(动画)
阿童木的妹妹，可以与动物交流，以及分析周遭流动的情绪。
御茶水博士(お茶の水博士)
声：古川登志夫(动画)
波拉调查团成员之一，现为日本科学厅长官，视小金刚为自己的家人。
阿童木(Atom、アトム)
声：日笠阳子(动画)
来自日本，七个“世界上最优秀机器人”的其中一名，是天马博士为了取代去世的亲生儿子天马飞雄而制作出来的。曾被卖到马戏团，后来参加第39次中亚冲突战役的和平军，现在以“和平使者”的身份受到全世界的欢迎。与家人一同居住在日本东京，目前就读小学。在七大机器人中，他拥有最高等级的人工智能，因此能够准确模拟人类的行为和理解人类的感情。
人类型。外表为日本男性小孩。头上为普通的头发，并没有原作中的角。本作中也没有出现原作里天马博士将阿童木改造为100万马力的剧情。
海格力斯(Heracles、ヘラクレス)
声：小山力也(动画)
来自希腊，七个“世界上最优秀机器人”其中一名，参加过第39次中亚冲突战役。之后参与机器人格斗，是希腊WPKKR的机器人格斗冠军，被称为“斗神(鬪神)”。曾与伯朗德进行过四场比赛，不分胜负。
人类型，透过穿上机器装甲来战斗。
新城礼美(新城 礼美(しんじょう れみ)，(声优：逢川奈奈/同左/同左))
圣尤利安娜医院妇产科的护士主任。医疗疏失被比良坂所知遭到胁迫。起初强烈反抗比良坂暴行，后来渐渐喜欢上比良坂的“实验”而深陷其中无法自拔，情愿被虐待都不报警。
神宫寺成美(神宮寺 成美(じんぐうじ なるみ)，(声优：歌织/星置薰/歌织))
圣尤利安娜医院妇产科的局长，亦是比良坂的大学同学。曾与比良坂相爱，怀孕后被比良坂要求堕胎后抛弃而怀恨在心。从第一次被比良坂“实验”后喜欢上这种“实验”，真心喜欢比良坂，可惜比良坂由始自终都是当成是实验品，相遇七瀬恋后，感觉自己的遭遇重新发生在七瀬恋身上而感到不安，决定杀死比良坂，防止自己的遭遇再一次重演。可惜最后比良坂没死反而自己自杀死了。
比良坂龙二(比良坂 竜二(ひらさか りゅうじ)，(声优：-/郷野三郎/-))
圣尤利安娜医院妇产科的医生，本作男主角。受到神宫寺成美的委托来调教圣尤利安娜医院的护士们。外表是一副热爱医学的医生，但是心却是扭曲的变态人格，喜欢拿女性做“实验”，使用各种各样自创方式残忍虐待自己的“实验品”，最后被七瀬恋所杀。由飞田展男、堀川亮配音，游戏中为圣尤利安娜医院妇科的医生。
儿玉光(児玉 ひかる(こだま ひかる)，(声优：白坂美绪/同左→榊るな(OVA Kranke 儿玉光)/青叶りんご))
圣尤利安娜医院小儿科的护士。被比良坂知道她跟她住院的妹妹儿玉爱不是亲生姊妹而受到胁迫。后来喜欢上“实验”，而且还协助比良坂对其他人做“实验”，最后被抓后在警察局里面还大骂七瀬恋是叛徒。
七濑恋(七瀬 恋(ななせ れん)，(声优：御影由宇/同左/同左))
《夜勤病栋系列》的重要角色，圣尤利安娜医院(圣ユリアンナ病院)妇产科的护士。因为她的男友拳击手为了她和黑道发生冲突，葬送拳击手生涯，这件事被色情医生比良坂所知而受到胁迫，成为性奴隶。本身没有主见，不懂得报警自救，被医生比良坂性侵之后患上斯德哥尔摩情节，开始喜欢比良坂，自愿陪伴他进行性变态玩乐。怀孕后看到比良坂依然和其他护士有染，又从神宫寺成美的经历口中得知比良坂连亲生骨肉都杀、毫无人性的真面目，为了保护自己的骨肉最后把比良坂杀死。《夜勤病栋·贰》故事的4年前离开圣尤利安娜医院后行踪成谜，后来任职圣カトレア総合病院的护士主任。