声 - 大和田仁美
本作の主人公。金髪の少女。自身の年齢は分かっておらず、外部からは8～10歳と推定されている。
アリスの夢の中でも他に例のない能力、「自身の想像力が及ぶ限りどんな物理現象も自由に書き換える」というもので、ワンダーランドと呼ばれる、巨大な空間を研究所の地下に作り出すほど。また、特殊な事象が起こらない限り能力で自由にワンダーランドに行き来できる。ただし、たまにハズレと呼ばれる能力を引き出すことがある。
その能力の強大さから、ほかのアリスの夢とは一線を画し、赤の女王（あかのクイーン）と呼ばれる。
体力はからっきしで、少し走っただけで息が上がる。また、乗り物酔いしやすい。頭脳は数学や理科などの科学分野に秀でているが、国語や数学・理科の文章題などは苦手。日常生活において、蔵六から能力の無闇な使用を禁じられている。
性格は年相応の幼さが残り素直になれないところもあるが、自身の、特にアリスの夢に関することはよく理解しており、このことに関しては少しシリアスになることが多い。
自身の意識が顕在化したころから静岡にあるクライス&クラーク製薬日本法人の研究所の地下にいたが、ある事件が起こり、研究所に不信感が芽生え、研究所を潰すことを目標に脱走し、その先で蔵六と出会う。
紗名という名前は雛霧姉妹から貰ったもので、絵本に登場した赤の女王は魚が好きという理由から。
交友関係は、研究所にいる頃より雛霧姉妹、研究所を出てからは羽鳥や歩などが友達。蔵六の孫・早苗や蔵六の店の店員とも親しくしている。また、学校に通うまでは一条が彼女の家庭教師を務めていた。
蔵六の家に来たばかりの頃はお風呂が嫌いであり、能力を使い汚れないようにするほどだったが今は克服している。
学校に通うため、自らが選んで蔵六の養子縁組に入り、樫村姓をその時に貰った。だが実の血縁関係ではないことを気にしている節がある。
自身の気持ちに引っかかりや納得できないことができると「モシャモシャする」と表現する。
第3部で赤の王の能力によって殺害されるものの、ワンダーランドが遺体からコピーを作って樫村家に送り返したことにより事実上復活する。
紗名本人は死の瞬間まで含めて記憶しているが、殺された紗名の遺体はそのままであり、また復活にともなって「鏡の門」の形状が変わったことから「自分は紗名の偽物なのではないか、偽物の自分が樫村家にいていいのか」と苦悩するようになる。
復活後、誕生日の近い蔵六に贈るプレゼントとして完全な善意で「早苗の両親を生き返らせてやる」と発言し、それが逆鱗に触れて我を忘れた蔵六に顔をはたかれ、ショックで家出してしまう。
家出後に出会ったノエミの持つ計算機を能力も使わずあっさり使いこなした。
その正体は人間ではなく、ワンダーランドの一部であるとされ、ワンダーランドが外の世界を知ろうとして、その一部が人の形と意識を持ち顕在化したもの。

声 - 大塚明夫
白い顎鬚と口髭をたくわえる白髪の老人。1943年生まれ。
性格は頑固者爺で、曲がったことが大嫌いと自称する。その程は、紗名と雛霧姉妹が能力を使って大暴れした際も、能力については目もくれず真っ先に説教をするほどである。
家族は孫が一人のみ。店舗はないが、イベント用の花を取り扱う生花店「樫村生花」を営んでいる。
交友関係は、表社会にはいないような沢木、警察官の倉さん、内藤など意外と広い。
紗名が人間ではないと聞いたときも老人の余裕からかそれをすぐに受け入れ、そのことを聞いてショックを受けていた紗名に対してもフォローを入れ、対峙していたミリアムを余裕であしらった。
妻はクロエという女性だが、現在の所在、安否は不明。
1950年には、リュックという人物とネパールのカトマンズなどで行動していた。

声 - 豊崎愛生
蔵六の孫。書面の上では紗名の姪。学生。
性格は唯一血が繋がった家族の蔵六とは似ても似つかず、のんびりしていて優しい。紗名も初めて会ったときは、蔵六の孫であることを疑っていた。語尾はよく「～」と伸ばして表現されている。
両親とは物心つく前に死別している。
家では紗名の面倒をよく見ており、彼女が初めて家に来たときはホットケーキを彼女に作ってあげた。料理が得意。
紗名の悩みなど親身になって聞いたり、彼女を励ましたりしている。

声 - 大塚芳忠
蔵六の昔馴染みの警察官。蔵六と正反対の性格で、ルーズ。
アリスの夢の研究所をかねてからマークしていたらしく、蔵六から紗名のことを聞き、すぐに彼の下へ駆けつけた。
研究所閉鎖後もアリスの夢に関係する事件に協力したり、紗名の戸籍の捏造などを請け負った。

声 - 小清水亜美
内閣情報調査室特務機動B班所属。26歳。小学校教諭免許所持。
アリスの夢の女性で、その能力・トランプは「アニメに登場したメイドさんのキャラクターの能力」。666の武器と13の魔法書を使うことができる。
基本1人1つのトランプしか持たない中、複数の能力を持っているに等しい力を有する。高校2年の冬、夜中にアニメをつけっぱなしにして寝ていたところ、能力が発現した。
能力のせいで周りから避けられ、部署内では腫物扱いを受けていることなどから友人が少ない。
紗名が学校に行くまでは彼女の家庭教師をしており、彼女と触れ合う時間を楽しんでいた。
アリスの夢の能力は番号と術式で使い分けており、本人曰く、番号の1桁台は手加減が効かないものらしい。また1桁台を使う際はメイド衣装に変身する。

声 - 広瀬ゆうき
一条の後輩で天才ハッカー。ただし、もとは一条のストーカー。
山田のり子特製 汎地球 一条先パイ探知システム・改という珍妙な名前のアリスの夢居場所特定システムを一人で作り上げる天才。ただし、一条への熱が強すぎるせいで周りからは呆れられている。
羽鳥の下へ訪ねた際は5回も彼女の能力の餌食になっていた。
赤の王が顕現した際は一条と連絡を取り合い、ワンダーランド内の様子を探って問題解決に努めたり、一条との連絡が途絶えた後は救助隊に適切なアドバイスを送っていた。

声 - 藤原夏海（あさひ）、鬼頭明里（よなが）
紗名に初めて出来た友達。双子で二人ともアリスの夢。姉・あさひは縦ロールのツインテール、妹・よながはポニーテール。
はじめは、研究所から脱走した紗名を追っていた。研究所閉鎖後は横須賀にあるアメリカの学校に通い、寮で暮らしている。あさひは美術部、よなががバドミントン部に所属。
あさひの持つトランプは「鎖の付いたものならどんなものでも呼び出せる」能力で、よながの持つトランプは「弓矢を放つことができる」能力。
かつては自分たちのどちらが姉で妹かも区別があいまいだった。とある出来事がきっかけで能力が発現し、その後、研究所に入る際に職員から区別できるポイントを聞かれた際、鏡の門の形状をもとに自分が姉か妹か区別し、キッパリ言い切った。
ポチという「羽を出し空を飛ぶ」能力を持つ懐いている犬がいる。

声 - 内田秀
紗名に「外の世界」で初めてできた友達の1人。アリスの夢。9歳。
「人々の想像力を奪い命令することができる」能力を持ち、この能力を使い短い間ではあるが、原宿にいる人々を支配した。その際、その能力から逃れた紗名と出会う。しかし、蔵六達を支配した能力者であることが彼女に知られると、彼女を初めて激怒させてしまった。
自身の小学校受験の失敗から不仲になってしまった両親の仲をもとに戻してほしいと願ったときにアリスの夢を発現した。
友達の歩からは「はあちゃん」と呼ばれ、彼女に能力のことを打ち明け、彼女と共に家出をしたりした。
能力の制御がうまくいかず、自身のことを「悪い魔女」や「人食いのクマ」などとののしり、そのように生きようとした矢先に能力が効かない紗名と出会ってしまったことから、家に引きこもってしまい、母に能力を使い続けてしまう。
上記のように、紗名を激怒させてしまったことが原因となり、彼女の能力によってワンダーランドに引きずり込まれてしまい閉じ込められる。そこで自身につのっていた想いを紗名にぶつけると、彼女から意外な返事が返ってきて、それがきっかけで彼女と打ち解ける。そして、自身の本当の想いに気づき彼女と共にワンダーランドを出ることを決意する。
紗名が学校に通うようになると、彼女も同じ学校に通うようになる。紗名とはお互いの能力を打ち消し合う描写がある。

声 - 高橋未奈美
紗名に「外の世界」で初めてできた友達の1人。大樹という弟がいる。
羽鳥の友達で、彼女からは「あゆちゃん」と呼ばれていて彼女が当時、唯一信頼できる人であった。
サッカーを習っており、コーチからの評価も高い。また、記憶力にも優れている。
羽鳥の能力について唯一打ち明けられており、彼女が原宿で大規模な能力使用をした際、彼女と一緒にいた。
能力を持っていないが、ワンダーランドに囚われてしまった羽鳥たちを助けるために奮闘する。
紗名が学校に通うようになると、彼女も同じ学校に通うようになる。
素のときの一人称は「ぼく」で、髪は短く、羽鳥からはイケメンと称されたこともあるが、実際は女の子である。早苗も初めて会ったときは男の子だと思っていた。

紗名が家出し、樫村生花に逃げ込んだ時に出会った褐色肌の少女。フランス、パリ在住。父親とホテルに滞在中。
アリスの夢のような力を発揮できる謎の計算機（クルタ）を所持し、使いこなすことができる。この計算機を使いこなすためにスーパーコンピュータでもできない計算をこなす天才。
計算機を見つけた伯父・ジャン=ポールの研究を続けているが、両親からは反対されている。
クロエの花屋を探し、紗名と出会う。

声 - 松風雅也
クライス&クラークジャパンに勤める研究員。黒髪で眼鏡をかけている。
3年前にミリアムを迎えに来た研究員で、アリスの夢を研究している。
研究所閉鎖後の行方は不明。

声 - 能登麻美子
3年前に日本の研究所にやってきた、アリスの夢。常に和服を着用している。元米軍少尉。愛称はミニーＣ。
発現したトランプは「死別した夫のジョー・M・タチバナ（声 - 山本格）の腕を自由に出すことができる」 能力。夫の腕に抱かれる夢を見るようになり、その時に鏡の門が開いたため能力を得た。腕の数や大きさは自由に変えられ、力も調整できる。また、軍による訓練によって腕を透明化することもできる。
紗名が研究所を脱走してから、彼女を連れ戻す命令を受け任務を遂行していたが、一条に任務を妨害され、アリスの夢同士の闘いとなる。しかし、手数が上の彼女に敗れ、その場で逮捕される。

声 - 内田秀
アリスの夢の子供。トランプは「絵に描いた無機物をそのまま現実世界に出現させる」能力。
研究所閉鎖後の行方は不明だが、雛霧姉妹の話では、研究所の子供たちの行く先はすでに決まっている。

声 - 浜田賢二
クライス&クラークジャパンの主任研究員。研究所閉鎖後、山田に対し「アリスの夢」についての見解を述べた。

ワンダーランドに住む、洋装のウサギ。自力で鏡の門を開けることができる。
紗名と同じようにワンダーランドと外の世界を行き来できる。性格は気まぐれ。
赤の王が外の世界に出ようとした際に一条に協力した。

紗名によく似た男の子。紗名と同じくワンダーランドの分身であり、その一部が人の姿と意識をとり自立行動したもの。
紗名を見つけ”交代”を彼女に告げる。
ワンダーランドそれ自体が持つ「鏡の門を多く開き、現実世界に近づきたい」という本能に忠実であり、彼自身も「鏡の門が綺麗だから」という理由で、目についた人間を無差別に「アリスの夢」へと次々に変えていく。本人も「世界のすべてを鏡の門にし尽くし、ワンダーランドと一つにする」と公言している。
その一方でコミュニケーションには紗名と異なり意味をあまり見出しておらず、対象を知ろうとする際は直接頭を覗いたり分解しようとする。それが結果的に人間の殺傷につながり、本人も人間的な道徳観や善悪の区別がつかないため、紗名を含む人間からは敵視されるようになる。
紗名たちに外の世界に追い出された後も自身の目的を着々と進めている。

声 - 田村ゆかり
紗名が助けを求めて接触した人物。花を持ち、海の見える場所で墓参りをしている。
紗名が助けを求めて接触した際は、「あんまり何度も私と話すのは反則だと思うぞ」という発言を残し、彼女にアドバイスを送る。何かを知っている人物。

声 - 高倉有加
樫村生花の女性スタッフ。陽気な性格で、紗名とも仲が良い。蔵六が紗名の正体を打ち明けた数少ない人物。

声 - 菅原慎介
樫村生花の男性スタッフ。千夏同様、蔵六から紗名の正体を聞いた。

6巻から紗名・羽鳥・歩が通うようになった新宿区立淀橋第五小学校の女性教諭。紗名たち3人だけの特別クラスの担任で、奇異の目で見られがちな「超能力者」にも普通に接する。

クライス&クラークジャパンの研究所閉鎖後、ワンダーランドを監視している国の研究チームの主任。眼鏡をかけて太っている温厚な男性。

蔵六の妻。年を取らなかったという。

蔵六の幼少期に一緒にいた人物。世界中を旅していた模様。フランスの防諜総局所属のスパイ。

モロッコにてリュックと蔵六に協力し、ジャン=ポール・カノヴァス博士を救出した人物。
約50年後、紗名の家出騒動にて再び蔵六に協力する。

内閣情報調査室特務機動A班所属。アリスの夢。
怪我を負った一条の代わりに家出した紗名を探しに来た人物で、紗名からは怖がられている。

ORESAMAによるオープニング主題歌。作詞はぽん、作曲・編曲は小島英也。

toi toy toiによるエンディング主題歌。作詞・作曲・編曲はコトリンゴ。