The London Story (Murder of John Openshaw):
* John Openshaw: Ένας άντρας που φεύγει από την Αμερική στην Αγγλία, φοβούμενος για τη ζωή του. Δολοφονείται από έναν μυστηριώδη δράστη.
* Σέρλοκ Χολμς: Ο λαμπρός ντετέκτιβ που ερευνά τη δολοφονία του Openshaw.
* Δρ. Watson: Ο πιστός σύντροφος του Χολμς και αφηγητής της ιστορίας.
* Επιθεωρητής MacDonald: Ο ντετέκτιβ της Scotland Yard που ερευνά αρχικά τη δολοφονία του Openshaw.
The American Story (The Valley of Fear):
* McMurdo: Ένας φαινομενικά γοητευτικός ξένος που φτάνει στην αμερικανική πόλη ορυχείων Vermissa, αργότερα αποκαλύφθηκε ότι είναι ο εγκέφαλος πίσω από την «Κοιλάδα του Φόβου».
* Ettie Shafter: Μια νεαρή γυναίκα που έλκεται από τη γοητεία του ΜακΜέρντο αλλά αργότερα γίνεται στόχος των μηχανορραφιών του.
* "Boss" McGinty: Ο αδίστακτος αρχηγός μιας μυστικής εγκληματικής οργάνωσης γνωστής ως «Scowrers» στη Βερμίσσα.
* "Black" William: Μέλος των Scowrers και ένα από τα βασικά πρόσωπα της οργάνωσης.
* "The Old Man" (Έντουαρντ Λυών): Ένας συνταξιούχος ντετέκτιβ που επέζησε από την «Κοιλάδα του Φόβου» και βοηθά τον Χολμς να λύσει το μυστήριο.
* Πατήρ Ιγνάτιος Γκάλαχερ: Ένας καθολικός ιερέας στη Βερμίσσα που γνωρίζει τις εγκληματικές δραστηριότητες των Scowrers και βοηθά τον Holmes.
* Σέσιλ Μπάρκερ: Ένας νεαρός που πιάνεται στα διασταυρούμενα πυρά των δραστηριοτήτων των Scowrers και γίνεται βασικό πρόσωπο της έρευνας.
Υποστηρικτικοί χαρακτήρες:
* Κυρία. Hudson: Η σπιτονοικοκυρά στην οδό Baker Street 221B, στην κατοικία των Holmes και Watson.
* κ. Ντάγκλας: Συντάκτης εφημερίδας που παρέχει πληροφορίες για τους Scowrers.
* Ο Συνταγματάρχης: Ένας στρατιωτικός που εμπλέκεται στην έρευνα.
Το μυθιστόρημα συνδυάζει απρόσκοπτα τις δύο ιστορίες, αποκαλύπτοντας πώς συνδέονται τα γεγονότα στην Κοιλάδα του Φόβου με τη δολοφονία του Openshaw στο Λονδίνο.