Lucy/Nyu est une jeune diclonius de 15 ans environ qui a été abandonnée dans un orphelinat à sa naissance35. Lors de ces premières années de vie, elle ne manifesta pas la tendance homicide caractéristique de son espèce. Mais, après avoir été soumise à divers traumas durant son enfance, son instinct assassin se déchaîna et elle devint sadique et cruelle. Elle a été capturée puis enfermée dans des installations de recherches situées près des côtes de Kamakura. Plusieurs années ensuite, elle réussit à s’échapper, mais, durant sa fuite, elle est blessée à la tête et développe une double personnalité, Nyu36. Nyu est innocente, douce et inoffensive, ne sachant même plus parler. Le changement de la personnalité dominante se produit lorsqu’elle est attaquée, Lucy reprenant le dessus ainsi qu’en présence de Kōta, où Lucy cède sa place à Nyu.
Lucy déteste les humains parce qu'ils l'ont maltraitée et trahie durant son enfance. En conséquence, elle considère les non-diclonius comme de simples objets et non comme des personnes à part entière. Elle manque d'empathie et tue de façon désintéressée. Elle possède quatre vecteurs37 avec une portée limite de deux mètres. Cependant, elle est très rapide et peut prendre n'importe quel objet et s'en servir comme projectile contre ses ennemis. et fait preuve parfois de sadisme. Malgré son peu d'intérêt pour la vie humaine, elle refuse de porter atteinte à Kôta.

Kōta est un jeune homme d’environ 18 ans qui emménage à Kamakura pour commencer ses études universitaires. Il est autorisé à résider dans une vieille auberge de la famille. Kōta a vécu une vie traumatisante : son père et sa sœur ont été assassinés sous ses yeux lorsqu’il était enfant. Kôta a été hospitalisé pendant un an où il a été soigné à coups d'électrochocs. Par un mécanisme de défense, il a réprimé ses souvenirs et s’est convaincu que son père est décédé dans un accident de voiture et sa sœur à cause d’une maladie39. Il est devenu un jeune homme aimable et protecteur avec son entourage.

Yuka est une jeune femme du même âge environ que son cousin Kōta (dans la version française, c'est son amie)(Quoi que dans l'un des épisodes de la version française Kōta affirme que c'est sa cousine), dont elle est amoureuse depuis leur plus tendre enfance. Afin de pouvoir être à ses côtés, elle décide de faire ses études dans la même université. Lorsqu’apparaît Nyu, elle part vivre à l’auberge afin de ne pas la laisser seule avec Kōta. Ses sentiments envers elle se débattent entre l’affection et la jalousie liée à l’étroite relation qu’elle crée avec son cousin.

Nana, également connue sous Numéro 7, est une jeune silpelit enfermée depuis sa naissance dans les laboratoires de recherche de Kakuzawa afin de réaliser des expériences de force et de résistance physique proches de la torture. Nana, au contraire des autres diclonius, n’a pas manifesté de caractère homicide et sadique, mais est habituellement pacifique et douce, notamment grâce à l’affection donnée par le directeur Kurama, qu’elle considère comme un père et pour lequel elle a développé une relation d’affection et de dépendance. Au vu de la capacité qu’ont les diclonius pour se détecter, elle est envoyée à Kamakura pour retrouver Lucy après sa fuite. Ses vecteurs ont une portée de 5 mètres, ce qui lui permet entre autres de prendre le dessus sur Lucy. Sa nature douce et gentille lui fait perdre l'essentiel de ses combats, car elle baisse sa garde trop tôt et ne sens pas arriver les coups bas. Quand elle est hors du centre, elle cache ses cornes à l'aide d'une cravate que lui a donné Kurama.

Mayu est une jeune adolescente âgée de 13 ans, elle fêtera ses 14 ans au cours de la série. Elle s'est enfuie de chez elle parce qu'elle ne supportait plus son beau-père qui abusait d'elle. Elle en avait parlé à sa mère demeure indifférente et l’accuse d’être une charge dans la relation amoureuse entre les deux. Elle a un petit chien jaune, Wanta, qu'elle a rencontré alors qu'elle s'enfonçait dans la mer. Elle le considère comme son ami et non comme un animal domestique. Ils s’alimentent avec les restes qu’elle mendie dans une boulangerie de la ville. Elle fait la rencontre de Kōta, Yuka et Nyu lorsqu’elle se rend à l’auberge pour leur rendre un parapluie qu’ils avaient oublié sur la plage. Elle a été adoptée par Kōta, Yuka et Nyu. Kōta lui paye les frais de l'hôpital.

On ne voit Mariko (no 35) qu'à la toute fin de l'anime et vers la moitié du manga. Cette diclonius est spécialement engagée pour en finir avec Lucy (no 9) et Nana(no 7). Fille du directeur Kurama, et 3e génération de Diclonius, elle est dotée de 26 vecteurs ayant une portée de 11 mètres chacun. Dès qu'elle commence à les maîtriser, elle déploie une puissance effrayante. Ayant été enfermée dès sa naissance, elle n'a jamais marché et se déplace en chaise roulante. Mariko a 5 ans. Son corps est également truffé d'explosifs dans le but de la faire collaborer.

Kurama travaille dans le centre de Kakuzawa en tant que directeur ; c'est le fils de ce dernier, camarade d'université, qui lui a proposé de les rejoindre. Lorsque le centre n'eut plus assez de places pour contenir toutes les nouveau-nées Diclonius, le chef-directeur Kakuzawa ordonna à Kurama de tuer toutes ces nouveau-nées, ce qu'il fit jusqu'à ce que sa femme accouche à son tour d'une Diclonius. Mais des suites d'un cancer de l'utérus, cette dernière meurt en essayant de raisonner son mari pour qu'il ne tue pas leur fille ; il accomplit alors la dernière volonté de sa femme qui meurt à cause d'une trop grosse perte de sang (elle n'avait pas le droit de bouger de son lit d'hôpital mais elle s'est levée pour sauver Mariko). Il demanda à Kakuzawa de garder sa fille dans le centre, ce que ce dernier fit. En échange, Kurama doit lui obéir au doigt et à l'œil...