本季《最美中轴线》邀请殿堂级歌手，在中轴线上的申遗点位，演唱自己想献给中轴线的一首经典作品，并全程记录。节目内容的核心，就是围绕记录歌手在中轴线上选择表演点位展开，带出中轴线的历史文化、遗产保护、人文生活方式，并记录演唱筹备过程，以及呈现最终的演唱。
佐藤康夫 小凑昭尚 蔡鸿文 徐浩鹏 海山 三桥贵风 星梵竹 三冢幸彦 梁文道 陆川 龚琳娜
陈若轩 王龙正 袁晶 彭渤 张翔 吴国华 袁忠远 韩烨洲 大牙 周清垠 谢樱斐 赵崇越 郭依林 俞思远 邓皓 倪瑜坤 王欣如 白锦程 李爱英 陈冠良 刘美人 诺瑶 王华扬 邹文彤 彭洮平 吴濠 秦超 左四右五 李莎莎 孙维翊 傅杰 周杨 邵嘉 李星宏 魏星 王梦实 龚琳娜 姜婷 王雪 王建兵 杨文哲 孙伟哲 洪天宜
陈嘉桦 芝芙 龚琳娜 吴昕 刘逸云 吴倩 蔡卓宜 蔡少芬
谢楠 冯禧 大左 柏栩栩 洛天依 周深 法老 龚琳娜 赵兆 杨魏玲花 曾毅 陶喆 孙燕姿 许嵩 林宥嘉 窦靖童 黄子弘凡 石凯 汪东城 陈德修 阿兰 动力火车 艾娃·麦克斯 杰克·米勒 方锦龙 李延亮 吴彤 彩虹室内合唱团 阿达娃 陈铮宇 洪之光 李昂星 高桥洋树 XG 郭雅志
那英 凡希亚 孙楠 黄宣 艾热 白举纲 戴荃 李玖哲 李佩玲 斯丹曼簇
韩红 孙楠 张靓颖 胡彦斌 古巨基 陈洁仪 黄丽玲 李荣浩 谭维维 李健 萧煌奇 郑淳元 李佳薇
李亚鹏 李泉 柯蓝 许亚军 李艾 马艳丽 孙楠 老狼 吴晓波 喻恩泰 孙冕
安东尼·麦凯 哈里森·福特 丹尼·拉米雷斯 茜拉·哈斯 卡尔·鲁伯利 蒂姆·布雷克·尼尔森 吉安卡罗·埃斯波西托 豪莎·罗克莫雷 约翰内斯·豪克尔·约翰内森 威廉·麦克·麦库洛 平岳大 赫许·纳亚 里克·埃斯派耶 托德·艾伦·德金 达斯汀·刘易斯 蕾切尔·马卡里兰 蓬·库巴斯基 阿兰·波尔 阿娃·希尔 玛丽莎·香奈儿·汉普顿 塞巴斯蒂安·斯坦
普里茜拉·赖斯 普里茜拉·布亚尔 托马斯·德·阿劳若 英格丽·克卢格
张宇 邓紫棋 周笔畅 韩磊 罗琦 韦唯 曹格 张杰 茜拉 品冠 满文军 尤秋兴 颜志琳
艾热 白举纲 常远 迪玛希 冯巩 高进 高杨 巩汉林 郭冬临 何欢 洪之光 胡海泉 黄晓娟 蒋龙
杨迪 蔡明 尹正 代露娃 贾冰
蒋林伶
肖战 王鹤棣 范丞丞 迪丽热巴 白鹿
郝云 由常雷 臧红飞
陈超 龚宁 李健楠
大张伟 张纯烨 佘诗曼 钟汉良 陈铭
唐九洲 齐思钧 谢依霖 王敬轩 韩家霖 周梁合
岳云鹏 刘涛 潘玮柏 周晓燕 邱琼
赵奕欢 李坤 朱城志 黄旭
刘雨昕 张大大 梁龙 薛之谦 美依礼芽
洋子 立青
程成 方琼
演员：杨迪 蔡明 尹正 代露娃 贾冰
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演员：蒋林伶
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演员：肖战 王鹤棣 范丞丞 迪丽热巴 白鹿
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