莲佛美沙子出演主人公杉崎桃子，这是她首次在民间频道的连续日剧中出演主人公。为了在外观造型上更接近原作中照顾病患儿童的“病儿护工”，她在出演前不惜剪掉了35厘米以上的头发，变成了清爽干练的短发造型。
其次，成宫宽贵将出演温柔地守护着笨拙的桃子渐渐成长的朝比奈元春，速水重道则出演单亲爸爸篠原健介。这两名男性与桃子之间是值得观众们特别关注的三角关系。
另外，桃子的上司柳主税由藤木直人出演，前辈护工关惠美由水野美纪出演，桃子的母亲富美子由浅野温子出演，哥哥优树由水上剑星出演，好朋友优美香由特林德尔·玲奈出演。
《37.5℃的泪》讲述主人公杉崎桃子这名照顾患病小孩的新上任的“病儿护工”的故事。因为她不善于表达，所以被取了一个“不会笑的护工”的外号。她在护理病儿的同时还会处理隐藏在病儿身后的家庭问题。
