El narrador
La novela se presenta desde la perspectiva de un narrador protagonista. Aunque no se indica en ningún momento su nombre, se sabe que es un escritor dedicado a la filosofía especulativa y que su hobby es la astronomía. Es una de las primeras personas en notar que algo extraño está ocurriendo en Marte y de conjeturar que quizás se trata de una invasión marciana. El narrador se las arregla para sobrevivir la invasión casi sin sufrir daños. A pesar de la calma meticulosa que demuestra a lo largo de su relato, la exposición prolongada a las calamidades de la invasión dejan marcas en su personalidad y, al final de la novela, parece sufrir de un desorden postraumático. Al final de la invasión logra reunirse con su esposa y sobrevivir para contar su historia.
Los marcianos
Aparecen como una especie invasora, agresiva y despiadada. Se supone que están tratando de escapar de su planeta moribundo y utilizan su avanzada tecnología para llegar a la Tierra y establecerse en ella. Desde su llegada se posicionan como conquistadores y someten a la población de Londres y los alrededores mediante su potencia bélica.
Físicamente, poseen un cuerpo semiesférico donde se encuentran todos los órganos, una abertura que funciona a modo de boca y dos grandes ojos brillantes. Alrededor de la boca se ubican dos hileras de tentáculos que usan como medios de locomoción y para manipular objetos. Si bien son inteligentes, el narrador piensa que deben pensar de una forma totalmente diferente, y aventura que no deben sentir emociones como los humanos.
Los marcianos terminan muriendo debido a las enfermedades causadas por las bacterias terrestres.
El soldado artillero
Se trata de un soldado del cuerpo de artillería que escapa al primer enfrentamiento con los marcianos y se encuentra con el narrador cuando este se encuentra todavía en su casa. Tras darle algunos consejos valiosos al protagonista, ambos personajes avanzan hasta Weybridge, donde se separan. El protagonista lo da por muerto en la destrucción del pueblo.
Hacia el final de la novela, no obstante, el protagonista lo encuentra en Putney, viviendo solo en una casa y lleno de sueños y fantasías de fundar una civilización subterránea que pueda vivir sin ser sometida por los marcianos. El protagonista lo acompaña durante una jornada en Putney, cena con él y juega a las cartas, pero luego lo abandona y prosigue su camino, tras darse cuenta de que el artillero tiene grandes planes pero carece de la disciplina necesaria para ejecutarlos.
El cura
Se trata de un párroco que el protagonista encuentra tras la destrucción de Weybridge. Al igual que el narrador y el artillero, no recibe ningún nombre a lo largo de la novela, y el protagonista lo llama simplemente "el cura". Se trata de una persona conflictiva que considera a los marcianos como parte de un castigo divino hacia la humanidad pecadora. En los días que pasa encerrado con el narrador, se revela como un ser mezquino, conflictivo y poco disciplinado. Discute con el protagonista porque desea devorar todas las provisiones que tienen en vez de reservarlas para la supervivencia, y terminan incluso a los golpes.
Finalmente, en un rapto de locura, el cura desea entregarse a los marcianos y trata de abandonar su escondite a los gritos. El narrador lo deja inconsciente de un golpe, pero los marcianos ya lo han escuchado y se llevan su cuerpo para devorarlo más tarde.
El hermano del narrador
Este personaje es presentado por el narrador y carece de nombre. Se trata de un estudiante de medicina que vive en Londres, y cuya historia aprovecha el narrador para ilustrar los eventos que tuvieron lugar en la capital del país. El hermano del narrador huye de Londres cuando comienza la invasión y en el camino se encuentra con la Señora Elphinstone y su hermana, a quienes se suma y con las que llega a tomar un barco con destino a Francia.
La señora Elphinstone
Se trata de una dama casada con un médico que está huyendo de Londres junto a su hermana. Aunque interviene poco en la narración, por los comentarios que realiza el narrador se la perfila como una mujer dependiente de su marido y xenófoba, que llega a comparar a los franceses con los marcianos. El hermano del narrador las ayuda cuando unos ladrones tratan de robarles su coche, y desde ese momento continúa su escape junto a las dos mujeres. Los tres personajes llegan juntos a las costas del Támesis y toman una barca con destino a Francia.
La hermana de la Señora Elphinstone
Se trata de una joven muchacha que escapa de Londres junto a su hermana. Solo aparece como acompañante de su hermana y del hermano del narrador en su huida hacia Francia.
La mujer del narrador
Al inicio de la invasión, el narrador la lleva a casa de sus primos, en Leatherhead, y la deja allí mientras él regresa a su pueblo para devolver el coche al posadero. A lo largo de la novela, el narrador busca desesperadamente encontrarse con ella, aunque termina por aceptar que lo más probable es que haya muerto en la invasión. Al final, el protagonista la encuentra y pueden recuperar la vida que tenían antes de la invasión.
El primo del narrador
Se trata de un personaje poco importante que vive en Leatherhead. El narrador lleva a su mujer hasta su casa. Al final de la novela, el narrador encuentra tanto a su mujer como a su primo; ambos han sobrevivido gracias a que el primo decidió abandonar Leatherhead antes del ataque marciano.
Ovilgy
Se trata de un astrónomo que, junto al protagonista, detecta las anomalías en la superficie del planeta Marte y, al caer el primer cilindro, se presenta para estudiarlo. Ovilgy conforma la primera delegación que intenta establecer comunicación con los marcianos, y es exterminado por medio del rayo calórico.
Henderson
Se trata de un periodista, amigo del narrador y de Ovilgy, que envía por telegráfo las primeras noticias sobre la caída del cilindro marciano. Junto a Ovilgy, conforma la primera delegación para comunicarse con los marcianos y es exterminado cuando estos utilizan su rayo calórico por primera vez.
El posadero
Dueño de la posada "El Perro Manchado", presta al narrador su carro para que este lleve a su mujer y sus pertenencias a Leatherhead. Se muestra escéptico de los relatos sobre la violencia de los marcianos, y se burla de una posible invasión, totalmente seguro de que el ejército inglés sabrá defender a la población. Cuando el protagonista regresa de Leatherhead para devolverle el carro, encuentra al posadero muerto en su jardín.
