Le principal protagoniste d’une affaire pénale est l’auteur de l’infraction. Généralement appelé "mis en cause" pendant le temps de l’enquête, il prend le nom de "prévenu" lorsqu'il est traduit devant un tribunal correctionnel, ou d’"accusé" s’il comparaît devant une cour d’assises.

La victime est également un acteur important de la procédure. Elle ne devient cependant partie au procès que si elle se constitue "partie civile", c’est-à-dire qu’elle manifeste la volonté de demander réparation des dommages directement causés par l’infraction. La victime peut aussi choisir de demander réparation devant le juge civil, en évitant ainsi une procédure pénale. 

Par ailleurs, la règle de l’autorité de la chose jugée par le pénal sur le civil implique que le juge civil est tenu à la qualification juridique des faits opérée par le juge pénal. Autrement dit, le juge pénal est prioritaire.

Les autorités d’enquête (la police judiciaire, les membres de certaines administrations comme les douanes, les techniciens et experts) et de poursuite (le procureur de la République et ses représentants) jouent un rôle important dès le début de la procédure. Pour les affaires les plus graves, un juge d’instruction peut intervenir pour procéder à la manifestation de la vérité (en se déplaçant sur les lieux, en procédant à des perquisitions, etc.) et prendre des décisions juridictionnelles (mise en examen, livraison de mandat, etc.) 

Dans le cadre de l'exécution de la peine, un juge des libertés et de la détention peut également intervenir (y compris au moment de l'enquête) afin de limiter la liberté du mis en cause, par exemple en le plaçant en détention provisoire.

Le traitement judiciaire d’une affaire pénale ne s’arrête pas au moment où la sanction est prononcée : l’exécution de celle-ci implique souvent l’intervention d’un juge d’application des peines et d’agents d’insertion et de probation.

Le rôle de l’avocat commence dès la garde à vue (depuis la loi du 14 avril 2011, la personne gardée à vue peut être assistée lors de chaque interrogatoire). Il se poursuit lors des éventuels interrogatoires devant le juge d’instruction et aboutit au moment de l’audience, au cours de laquelle il assure la défense des intérêts de son client.