nuværende:
* Agent Special Agent Jessica Knight: Spillet af Katrina Law, der blev introduceret i sæson 19.
* Agent Special Agent Vanessa "Vee" Parker: Spillet af Diona Begrav, introduceret i sæson 19.
* dr. Jacqueline "Jack" Sloane: Spillet af Maria Bello, en tilbagevendende karakter, der starter i sæson 14 og hovedbesætningen i sæson 16 og 17.
fortid:
* Specialagent Ziva David: Spillet af Cote de Pablo, et hovedbesætningsmedlem fra sæson 3-13 (og nogle optrædener siden).
* Specialagent Kate Todd: Spillet af Sasha Alexander, et hovedbesætningsmedlem i Seasons 1-2.
* specialagent "Jenny" Shepard: Spillet af Lauren Holly, et hovedbesætningsmedlem i sæson 4-6.
* Direktør Eleanor Bishop: Spillet af Emily Wickersham, et hovedbesætningsmedlem i sæsonerne 11-19.
* dr. Palmer: Spillet af Pauley Perrette, et hovedbesætningsmedlem i Seasons 1-15.
Der har været mange andre kvindelige karakterer, der har optrådt i hele serien, men dette er de hovedpersoner, der har haft mest indflydelse på showet.