Lik Chrisa O'Donnella, "G" Callen, specijalni je agent NCIS-a i vodi terenski tim dodijeljen Uredu za posebne projekte u Los Angelesu. O'Donnell je glumac i bivši model, a najpoznatiji je po ulogama u filmu Miris žene, Batman zauvijek, i Batman i Robin.
LL Cool J glumi Sam Hanna, starijeg NCIS-ovog specijalnog agenta koji je Callenov partner i bivši mornarički SEAL. LL je dvostruki dobitnik Grammyjeve nagrade i nadaleko poznat u industriji zabave po svom opsežnom radu u glazbi, filmu i televiziji.
Daniela Ruah, portugalsko-američka glumica, najpoznatija je po ulozi Kensi Blye: specijalnog agenta NCIS-a koji je u partnerstvu i zaručen s detektivom Martyjem Deeksom.
Linda Hunt glumi Hetty Lange, operativnu upraviteljicu Ureda za posebne projekte u Los Angelesu. Huntov debi na velikom platnu dogodio se 1980. u filmu "Popeye" Roberta Altmana, ali glumila je širok raspon likova iz filma, televizije i kazališta. Najpoznatija je po nagradama s Akademijom u "godini života opasno" kao Billy Kwan.
Glumac Eric Christian glumi Martyja Deeksa, detektiva iz policijske uprave u Los Angelesu koji služi kao veza LAPD-a s NCIS-om. Njegov lik angažiran je i za specijalnog agenta NCIS-a Kensija Blyea. Prije nego što se pridružio NCIS: Los Angeles, Christian se pojavio u brojnim filmovima i televizijskim emisijama, uključujući Budite realni, Nije još jedan tinejdžerski film, ER, i 24.
Barrett Foa glumi Erica Bealea, tehnološkog operatera dodijeljenog Uredu za posebne projekte. Prije nego što se pridružio glumcu NCIS: Los Angeles, Foa se ponajprije pojavio u kazališnim ulogama.
Glumica Renée Felice Smith glumi Nell Jones, obavještajnog analitičara koja radi s Ericom Bealeom, ali često se pridružuje timu na terenu. Smithova glumačka karijera započela je reklamom za jogurt u dobi od šest godina, a pridružila se glumačkoj sceni CBS-a nakon što je završila fakultet.
Glumica Nia Long pridružila se glumi 2017. kao Shay Mosley, izvršni pomoćnik direktora NCIS-a za pacifičke operacije. Tijekom karijere glumila je u više od 50 filmova i televizijskih emisija, uključujući Kuća velike mame, Alfie, Jesmo li još?, i Najbolji čovjek za odmor.