Il cast originale di "NCIS" includeva Mark Harmon, Michael Weatherly, Pauley Perrette, David McCallum e Sasha Alexander. Sean Murray e Brian Dietzen sono stati i personaggi ricorrenti nella prima stagione dello show, ma sono stati eventualmente promosso a ruoli da protagonista.
"NCIS" è stato presentato per la prima volta nel settembre 2003 ed è stato costantemente uno degli spettacoli più popolari in televisione. A giugno 2015, i membri originali del cast Mark Harmon, Michael Weatherly, Pauley Perrette e David McCallum continuano a essere i protagonisti di "NCIS". Sasha Alexander è stato uno degli attori principali per le prime due stagioni dello show, ma ha lasciato lo show dopo la seconda stagione. Alexander ha ripreso il suo ruolo di guest star nella terza e ottava stagione di "NCIS".
Alcuni attori hanno iniziato lo spettacolo interpretando ruoli più piccoli, ma hanno ricevuto ampi ruoli quando "NCIS" è diventato un successo. Sean Murray, che ha interpretato un personaggio ricorrente nella prima stagione, è stato promosso in serie regolare nella seconda stagione. Brian Dietzen è stato promosso al cast principale nella decima stagione, dopo aver servito come personaggio ricorrente per le prime nove stagioni. Sebbene non faccia parte del cast originale, attori come Rocky Carroll, Cote de Pablo e Lauren Holly sono stati aggiunti al cast di "NCIS" nel corso dello spettacolo.
