Lors de la première saison, le titre de la série était Navy NCIS. Le mot "Navy" a par la suite été abandonné car il faisait double emploi avec le "N" de NCIS qui signifie "Naval".
C'est la prestation de Mark Harmon en tant que l'agent Simon dans A la Maison Blanche qui a convaincu Donald P. Bellisario, le créateur de NCIS, d'embaucher l'acteur pour jouer le rôle de Gibbs.
En 2007, Mark Hammon, qui ne s'entend plus du tout avec Donald P. Bellisario, menace de quitter la série si le créateur ne part pas définitivement. Afin de garder son acteur fétiche, la chaîne CBS céde à la demande de Mark Hammon et remercie Donald P. Bellisario.
Sean Murray, qui interprète le rôle de Timothy McGee, est en réalité le beau-fils du créateur Donald P. Bellisario. Par ailleurs, la soeur de McGee dans la série est sa demi-soeur dans la vie.
Dans la série, DiNozzo est fan de Airwolf et Magnum, deux séries créées par Donald P. Bellisario, qui est également le créateur de NCIS : enquêtes spéciales.
Une photo du créateur Donald P. Bellisario figure sur le mur du bureau du NCIS, aux côtés des portraits des criminels les plus recherchés par le service.
David McCallum, qui interprète le rôle du médecin légiste Ducky, est apparu dans tous les épisodes de NCIS : enquêtes spéciales jusqu'à la saison 6, y compris ceux où personne n'est assassiné et où ses services ne sont donc pas nécessaires.
Dans un épisode de la saison 2, Kate demande à Gibbs à quoi ressemblait Ducky lorsqu'il était plus jeune. Giggs lui répond qu'il partage les traits de Illya Kuryakin, un personnage de la série Des agents très spéciaux qu'interprétait dans les années 1960 David McCallum, l'acteur qui joue Ducky dans NCIS : enquêtes spéciales.