No dia 1 de fevereiro de 2011, NCIS marcou recorde de audiência com o décimo terceiro episódio da oitava temporada ("Freedom"), sendo assistido por 22,85 milhões de telespectadores. Em 15 de janeiro de 2013 estabeleceu novo recorde de audiência, com o décimo segundo episódio da décima temporada ("Shiva"), assistido por 22,86 milhões de telespectadores nos EUA. Desde a sua quinta temporada entrou para o top 10 de séries em audiência e atualmente é a série mais assistida dos Estados Unidos. Em 2014 foi premiada com o International Television Audience Award como série de maior audiência mundial na categoria drama.

Possui uma série derivada (spin-off) com o nome , que estreou nos EUA em 22 de setembro de 2009, e conta com a participação de Chris O'Donnell (G. Callen), LL Cool J (Sam Hanna) e da atriz Portuguesa Daniela Ruah (Kensi Blye). Em 2014 NCIS ganhou seu segundo spin-off, , que estreou em 23 de setembro de 2014 e tendo como protagonistas Scott Bakula (Agente Dwayne Pride), Lucas Black (Agente Christopher Lasalle), Zoe McLellan (Agente Meredith Brody) e CCH Pounder (Dra. Loretta Wade).