Действие пьесы происходит в сказочной стране, жители которой живут в кукольных домиках, напоминающих сложенные из разноцветных игрушечных деревянных кубиков. Во дворах и на улицах растут вместо деревьев цветы; васильки, колокольчики, одуванчики, ромашки и др. Цветы так велики, что возвышаются над домами. Это придает обстановке сказочный характер, благодаря чему действующие лица пьесы будут восприниматься зрителем как условные сказочные персонажи, не претендующие на изображение обычных людей.

Незнайка — у него наивное, глуповатое лицо. Нос остренький, уши большие, волосы светлые, цвета соломы. Одет в оранжевую рубашку с зеленым галстуком, желтые, канареечные, брюки и ярко-голубую широкополую шляпу.

Знайка — голова огурцом. Волосы темные, аккуратно причесаны и пострижены бобриком. На носу круглые роговые очки. Выражение лица постное. Одет в хорошо выглаженный черный пиджак с узкими коротковатыми рукавами. На ногах — узенькие новомодные брюки трубочками и остроносые лакированные штиблеты. Из кармана пиджака торчат две огромные авторучки.

Пилюлькин — глаза задумчивые, взгляд рассеянный, нос длинный, слегка загнут кверху. Лицо бледное, бесстрастное. Губы тоненькие, растянутые. Носит пенсне. Одет в белый халат и белый колпак. Из кармана торчит большой черный стетоскоп.

Ворчун — лицо угрюмое, землистого цвета. Углы губ опушены книзу. Брови нахмурены. Нос красный. Одет в серую, застегнутую на все пуговицы куртку с высоким стоячим воротником.

Винтик — худой и высокий. Волосы черные, кудрявые. Глазки живые, остренькие. Одет в синий комбинезон с торчащим из кармана большим гаечным ключом. На голове — фуражка с очками-консервами.