둘리 / 빙하 속에서 수천 년 간 얼어 있다가 깨어난, 정확한 나이를 알 수 없는 공룡이에요. 그러나 정신연령은 어린아이로 먹을 것을 좋아하고, 놀기 좋아하고, 매일매일 말썽 피우는 귀여운 공룡이에요. 외계인이 주고 간 초능력을 이용하여 지도 속으로 사라진 길동 아저씨 찾기 프로젝트에 가장 적극적으로 참여해요. 구박하는 아저씨를 미워하기도 하지만, 아저씨를 많이 걱정하는 착한 친구예요.

도우너 / 지구별에 불시착한 깐따삐야 별의 자칭 잘생긴 외계인이에요. 단순무식, 용감무쌍한 성격으로 세계여행을 떠날 수 있는 워프캡슐을 만든 장본인이에요. 인간이 애완동물이라고 굳게 믿고 있으며, 길동 아저씨에게 말대꾸하는 버릇이 있답니다. 둘리를 도와 길동 아저씨를 찾는 데 적극적이에요.

또치 / 라스베이거스 서커스단에서 탈출한 아프리카 출신의 타조예요. 자칭 귀부인으로 쉴 새 없이 우아함을 강조해요. 고생을 싫어해 늘 불평불만이 많고, 약한 척을 많이 해서 때론 미움을 받아요. 둘리의 강요에 못 이겨 어쩔 수 없이 길동 아저씨 찾는 일에 동참해요. 크고 작은 실수를 자주해서 일행을 난처하게 만들어요.

고길동 / 둘리가 데려온 대식구를 몽땅 먹여 살리는 둘리네 집 가장이에요. 둘리 때문에 스트레스를 받으며 괴로워하던 어느 날 고길동은 워프캡슐의 오작동으로 머리카락, 코딱지, 침 등이 사방으로 흩어지면서 순식간에 지도 속으로 사라져 버려요. 일본에서 만난 고길동은 둘리와 친구들을 알아보지 못하고, 자신을 검술의 고수, 사무라이 ‘키이토’라고 생각해요. 고길동은 최고의 사무라이가 되기 위해 일본 내 전 지역 도장을 다니며 결투를 벌여요.

마이콜 / 장래의 꿈은 인기 가수예요. 둘리를 사부로 모시고 있는 어수룩한 총각으로, 큰 키만큼 싱겁고, 엉뚱한 노래 부르기, 사고치는 데 은근슬쩍 동참했다가 책임 회피하기가 주특기예요. 우연히 만난 노숙자에게 반해, 기타를 들고 유유자적 여행을 하면서 살겠다며 둘리 일행과 떨어져 도쿄에 남아요.

희동 / 고길동의 조카로, 일명 ‘쌍문동 공포의 젖꼭지’라는 별명을 가지고 있어요. 먹을 것에 휘둘려 갑자기 사라지는 등 위험에 처하게 되지만 겁이 없고 말보다 주먹이 먼저인 막무가내 아기예요. 나이가 어려서 발음이 부정확하며, 둘리를 형아라고 부르며 유독 잘 따라요.

길동 제자들 / 길동이를 세계 제일의 사무라이 ‘키이토’라고 굳게 믿으며 따라다녀요. 길동이의 말이라면 죽는 시늉까지 할 정도로 절대 복종해요. 다소 멍청하고, 쓸데없는 말을 많이 해요.

막자르마 / 진짜 세계 제일의 사무라이. 고길동과 대결하기 위해 벼르고 있어요.

마사케타 / 덩치 큰 전직 스모 선수. 둘리 친구들한테 깜빡 속아 고길동을 찾으러 같이 다녀요.

노숙자 / 도쿄에 사는 노숙자. 천하태평인 그의 성격에 반한 마이콜을 제자로 받아들여요.

번개호와 레이더 / 번개호는 도우너가 만든 자동차로, 땅과 바다를 이동할 수 있는 만능 교통 수단이에요. 레이더는 길동 아저씨의 위치를 알려 주는 추적기예요.