Charaktere innerhalb des Spiels reichen von Feinden bis zu den eigenen Bürgern. Die Einwohner der Vault nennt man Bewohner und deren Feinde sind die Angreifer.
Seltene Charaktere findet man in Lunchboxen. Ihre Namen werden zufällig erzeugt. Von ihnen besitzt jeder ein seltenes Outfit oder eine seltene Waffe. Seltene Charaktere behalten beim Betreten des Vaults ihr Outfit an und wechseln es nicht gegen einen Vault-Overall. Jeder seltene Charakter besitzt in der Summe 28 S.P.E.C.I.A.L.-Punkte.
Legendäre Charaktere findet man zufällig beim Öffnen von Lunchboxen. Die legendären Charaktere sind nicht einzigartig und können mehrfach gefunden werden. Die Wahrscheinlichkeit für das Auffinden einer legendären Charakterkarte ist gleichmäßig verteilt und unabhängig davon, welche legendären Charaktere sich bereits in dem Vault befinden.Einige legendäre Charaktere, wie Sarah Lyons und Preston Garvey, kann man durch das Abschließen ihrer jeweiligen im Aufseherbüro gestarteten Quest erhalten.
Die 23 verschiedenen legendären Charaktere sind nach Hauptfiguren aus Fallout 3 und Fallout 4 benannt. Ihre Namen wurden nicht übersetzt und entsprechen dem englischen Original. Jeder legendäre Charakter besitzt in der Summe 40 S.P.E.C.I.A.L.-Punkte.
Abraham Washington trug anfangs ein namenloses Outfit ohne zusätzliche Boni. Obwohl der Charakter im Spiel ein blaues Hemd unter einem grünen Pullover trägt, ist das Icon des Outfits dasselbe weiße, langärmlige Hemd, welches ein Bewohner trägt, bevor er den Vault betritt. Dieses Icon erscheint nur in Abraham Washingtons Infobox - das Outfit Auswahl Feld zeigt weder Icon, noch Namen, noch Bonus.[1] Wenn dieses Outfit ersetzt wird, erscheint es nicht im Inventar und kann dadurch nicht an andere Bewohner vergeben werden; Einmal verändert kann Washington nicht zu seinem ursprünglichen Outfit zurückkehren. [2] UPDATE: Dies wurde in der Version 1.5 geändert. Abraham Washington ist nun mit Abrahams Schlabberanzug ausgerüstet. Wenn sein Outfit zuvor gewechselt wurde, erscheint es im Inventar.
Die SPECIAL-Eigenschaften der Charaktere unterscheiden sich von ihren Gegenstücken in anderen Fallout-Spielen. Charaktere können zusätzlich Waffen verwenden, die sie in anderen Titeln der Fallout-Reihe normalerweise nicht nutzen würden.
Die 20 legendären Charaktere, die seit der ersten Version dabei sind, basieren auf Charakteren aus Fallout 3. Alle später hinzugefügten Charaktere kommen entweder allgemein in der Fallout-Reihe oder in Fallout 4 vor. Mr. Handy und Preston Garvey wurden in Version 1.1, der Mysteriöse Fremder und Piper in Version 1.2. hinzugefügt. Old Longfellow ist seit Version 1.5 dabei. Für einen begrenzten Zeitraum konnte man ihn und fünf Lunchboxen bei einem Spezialereignis erhalten, das am 12. Mai startete. Allerdings nur in dem Vault, der zuerst eröffnet wurde.
Anders wie bei den Spielen der Fallout-Reihe sind die Namen der seltenen oder legendären Charaktere meist nicht ins deutsche übersetzt, so hat beispielsweise Old Longfellow in der deutsch Fassung seinen originalen englischen Namen.