"NCIS" in orijinal oyuncu kadrosu Mark Harmon, Michael Weatherly, Pauley Perrette, David McCallum ve Sasha Alexander'ı içeriyordu. Sean Murray ve Brian Dietzen, gösterinin ilk sezonunda tekrarlayan karakterler olarak görev yaptı. sonunda rolleri üstlenmeye teşvik etti.
"NCIS" Eylül 2003’te yayınlandı ve sürekli olarak televizyondaki en popüler programlardan biri oldu. Haziran 2015 itibarıyla, asıl oyuncular Mark Harmon, Michael Weatherly, Pauley Perrette ve David McCallum “NCIS” de başrol oyuncusu olmaya devam ediyor. Sasha Alexander, gösterinin ilk iki sezonunun önde gelen oyuncularından biriydi, ancak ikinci sezondan sonra gösteriden ayrıldı. Alexander, "NCIS" in üçüncü ve sekizinci sezonlarında konuk yıldız olarak rolünü yineledi.
Bazı aktörler gösteriye daha küçük roller oynamaya başladılar, ancak "NCIS" başarılı bir hale gelince büyük roller aldı. İlk sezonda tekrarlayan bir karakter oynayan Sean Murray, ikinci sezonda düzenli olarak seriye yükseldi. Brian Dietzen, ilk dokuz mevsim için tekrar eden bir karakter görevi gördükten sonra, onuncu sezondaki ana oyuncu kadrosuna yükseldi. Orijinal oyuncu kadrosunun bir parçası olmasa da, Rocky Carroll, Cote de Pablo ve Lauren Holly gibi oyuncular gösteri boyunca "NCIS" kadrosuna eklendi.
