Không chỉ khắc họa hình ảnh Lý Công Uẩn là một vị tướng tài, cương trực, dũng cảm, kịch bản cũng khai thác sâu vào đời sống tình cảm của vị vua triều Lý. Ở những tập đầu, hình ảnh Lý Công Uẩn còn mờ nhạt nhưng dần dần, diễn viên Công Dũng đã tạo cho nhân vật một dung mạo riêng. Được khen nhiều nhất phải kể đến diễn viên Trung Dũng với vai bạo chúa Lê Long Đĩnh.
Vốn tạo ấn tượng lâu nay với dạng vai anh hùng, cương trực nhưng với vai Lê Long Đĩnh, có thể nói Trung Dũng đã lột tả tính cách của nhân vật, sắc sảo từ ánh mắt đến cái cười thâm độc, từ những cử chỉ tưởng chừng nhỏ nhặt nhưng đủ bộc lộ bản chất khát máu, tàn bạo. Bên cạnh đó, NSƯT Hà Xuyên với vai Minh Đạo hoàng hậu, Giáng My (Phụng Càn hoàng hậu), Bebe Phạm (Giáng Bình), Thu Quỳnh (công chúa Cúc Phương), NSND Trọng Khôi (Lê Thái Như), NSƯT Trần Nhượng (Lê Thoán), NSƯT Trần Tường (thiền sư Vạn Hạnh), Duy Thanh (Lê Hoàn), Viết Liên (Đinh Đỗ Hoàn)… cũng đã nhập vai tốt cùng các nhân vật của mình.
Tất nhiên, khó đòi hỏi Huyền sử thiên đô có những cảnh hoành tráng như phim lịch sử Trung Quốc nhưng nỗ lực hết mình của nhà làm phim cho những đại cảnh, võ thuật (được chỉ đạo bởi NSƯT Trần Hùng) cũng làm hài lòng khán giả. Nhiều bối cảnh đẹp, hùng vĩ với những góc máy trau chuốt được đoàn phim ghi hình trong suốt 9 tháng ròng rã khắp miền Bắc đã mang đến cho phim những khung hình đủ gây ấn tượng.
Có thể nói, sau gần 2 năm nghiên cứu, chuẩn bị bối cảnh, trang phục…, các nhà làm phim đã tạo dựng được cho Huyền sử Thiên Đô không gian lịch sử “thuần Việt”, các nhân vật thuyết phục, đủ để khán giả hòa mình vào câu chuyện lịch sử với những biến cố và hành trình của các nhân vật chứ không phải là sự xây dựng gượng ép, hời hợt.
Một khán giả trên YouTube cho rằng xem Huyền sử thiên đô mới thấy Việt Nam hoàn toàn có thể thực hiện được những bộ phim lịch sử hay, hấp dẫn. Quả vậy, phim lịch sử Việt vốn dĩ hiếm hoi vì tâm lý ngán ngại của các nhà sản xuất. Nhưng vấn đề nằm ở yếu tố con người. Nếu thực hiện bằng tất cả tâm huyết, trách nhiệm và bản lĩnh thì hoàn toàn chúng ta vẫn có thể có được những tác phẩm hay.