Dàn diễn viên ban đầu của "NCIS" bao gồm Mark Harmon, Michael Weatherly, Pauley Perrette, David McCallum và Sasha Alexander. Sean Murray và Brian Dietzen từng là nhân vật định kỳ trong mùa đầu tiên của chương trình, nhưng đã cuối cùng được thăng cấp lên các vai chính.
"NCIS" được công chiếu vào tháng 9 năm 2003 và luôn là một trong những chương trình nổi tiếng nhất trên truyền hình. Kể từ tháng 6 năm 2015, dàn diễn viên ban đầu Mark Harmon, Michael Weatherly, Pauley Perrette và David McCallum tiếp tục đóng vai chính trong "NCIS". Sasha Alexander là một trong những diễn viên chính trong hai mùa đầu tiên của chương trình, nhưng cô ấy đã rời khỏi chương trình sau mùa thứ hai. Alexander tái hiện vai trò khách mời của cô trong mùa thứ ba và thứ tám của "NCIS".
Một số diễn viên bắt đầu chương trình với những vai nhỏ hơn, nhưng đã nhận được những vai lớn vì "NCIS" đã trở nên thành công. Sean Murray, người đóng vai một nhân vật định kỳ trong mùa đầu tiên, đã được thăng hạng lên hàng loạt thường xuyên trong mùa thứ hai. Brian Dietzen đã được thăng hạng lên dàn diễn viên chính trong mùa thứ mười, sau khi đóng vai trò là một nhân vật định kỳ trong chín mùa đầu tiên. Mặc dù không thuộc dàn diễn viên ban đầu, các diễn viên như Rocky Carroll, Cote de Pablo và Lauren Holly đã được thêm vào dàn diễn viên của "NCIS" trong suốt chương trình.
