Londýnský příběh (Vražda Johna Openshawa):
* John Openshaw: Muž, který ze strachu o svůj život prchá z Ameriky do Anglie. Je zavražděn záhadným útočníkem.
* Sherlock Holmes: Brilantní detektiv, který vyšetřuje Openshawovu vraždu.
* Dr. Watson: Holmesův věrný společník a vypravěč příběhu.
* Inspektor MacDonald: Detektiv Scotland Yardu, který zpočátku vyšetřuje Openshawovu vraždu.
Americký příběh (The Valley of Fear):
* McMurdo: Zdánlivě okouzlující cizinec, který přijíždí do amerického hornického města Vermissa, později odhalený jako strůjce „Údolí strachu“.
* Ettie Shafter: Mladá žena, kterou přitahuje McMurdoovo kouzlo, ale později se stane terčem jeho machinací.
* "Šéf" McGinty: Bezohledný vůdce tajné zločinecké organizace známé jako „Scowrers“ ve Vermisse.
* "Černý" William: Člen Scowrers a jedna z klíčových postav organizace.
* "Starý muž" (Edward Lyon): Vysloužilý detektiv, který přežil „Údolí strachu“ a pomáhá Holmesovi vyřešit záhadu.
* Otec Ignatius Gallaher: Katolický kněz ve Vermisse, který si je vědom kriminálních aktivit Scowrers a pomáhá Holmesovi.
* Cecil Barker: Mladý muž, který je chycen v křížové palbě aktivit Scowrers a stává se klíčovou postavou vyšetřování.
Podpůrné postavy:
* Paní Hudson: Majitelka na Baker Street 221B, Holmesova a Watsonova rezidence.
* Pan Douglas: Redaktor novin, který poskytuje informace o Scowrers.
* Plukovník: Vojenský důstojník, který se zapojí do vyšetřování.
Román plynule propojuje obě dějové linie a odhaluje, jak jsou události v Údolí strachu spojeny s vraždou Openshaw v Londýně.