Dàn diễn viên của "NCIS" bao gồm các diễn viên Mark Harmon, Michael Weatherly, Pauley Perrette, David McCallum và Sean Murray. Các diễn viên khác là Cote de Pablo, Brien Dietzen và Rocky Carroll.
Trong "NCIS", Mark Harmon đóng vai chính Đặc vụ Leroy Jethro Gibbs. Gibbs là một cựu thủy quân lục chiến làm việc cho Cơ quan Điều tra Hình sự Hải quân, hoặc NCIS. Anh là thủ lĩnh của một nhóm đặc nhiệm thuộc Đội phản ứng các vụ án lớn. Harmon đã đóng vai này từ năm 2003. Trước "NCIS", anh đã có nhiều vai diễn trong các tác phẩm truyền hình và điện ảnh khác nhau bao gồm "Fear and Loathing in Las Vegas", "Local Boys", "Flamingo Road" và "St. Elsewhere." < /p>
Michael Weatherly đóng vai Đặc vụ Anthony DiNozzo trong "NCIS". DiNozzo là chỉ huy thứ hai của Gibbs. Từng là cảnh sát Baltimore, DiNozzo là một điều tra viên dày dặn kinh nghiệm, có tình yêu với phim và phụ nữ. Weatherly sinh năm 1968 tại Thành phố New York. Anh còn được biết đến với vai Logan Cale trong phim truyền hình "Dark Angel".
Pauley Perrette vào vai nhà khoa học pháp y Abby Sciuto trên "NCIS". Sciuto là một người nghiện công nghệ và giống như một đứa con gái đối với Gibbs. Bản thân Perrette rất thích khoa học và lấy bằng thạc sĩ tội phạm học tại trường Valdosta State College trước khi trở thành một nữ diễn viên thành công.
