陈建斌在剧中饰演孟家兄弟中的老二孟天运，是一名正气凛然满腔热血的共产党员，从20岁一直演到45岁，他为实现解救劳苦大众的理想放弃了荣华富贵，并最终壮烈牺牲。他说：“《兄弟兄弟》是我《甄嬛传》后接到的最好本子，不仅是故事好，而且有情怀。”斯琴高娃则扮演孟天运的母亲。