เมื่อวันที่ 17 เมษายน พ.ศ. 2545 CBS Television Studiosประกาศแผนการที่จะเปิดตัวซีรีส์ที่มีชื่อเดิมว่าCSI: Miami-Dadeซึ่งเป็นภาคแยกของซีรีส์สืบสวนสอบสวนยอดฮิตCSIในส่วนของการเลือกสถานที่นั้น ผู้ร่วมสร้าง Carol Mendelsohn กล่าวว่า "[เธอ Anthony E. Zuiker และ Ann Donahue] รู้สึกว่าไมอามี่เป็นสถานที่ที่น่าสนใจที่สุด [...] ไมอามี่เป็นเมืองที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวมาก มีแหล่งน้ำมากมาย มีวัฒนธรรมที่หลากหลายมาบรรจบกัน การเมืองของที่นี่ก็น่าสนใจมาก ทั้งหมดนี้ทำให้ไมอามี่มีความโดดเด่น" ^{[ 28 ]}

CBS สั่งผลิตซีรีส์จำนวน 22 ตอน โดยแอนโทนี ซูเกอร์ระบุว่า แม้ว่าเขาตั้งใจให้ซีรีส์ดู "สวยงามอย่างเหลือเชื่อ" แต่เขารู้สึกว่า "รายการนี้ไม่ได้เกี่ยวกับผู้หญิงที่เดินไปมาในชุดบิกินี่ มันเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์" ^{[ 28 ]}ซีรีส์นี้เปิดตัวเป็นตอนหนึ่งของซีซั่นที่สองของCSI: Crime Scene Investigationและเดิมทีมีนักแสดงนำโดยคารูโซ, พรอคเตอร์, โรดริเกซ, อเล็กซานเดอร์ และโคเครน เดลานีย์เข้าร่วมซีรีส์หลังจากออกอากาศตอนแรก

ซีรีส์นี้มีผู้อำนวยการสร้างบริหารคือผู้สร้าง Carol Mendelsohn, Anthony E. Zuiker และ Ann Donahue โดย Ann Donahue ทำหน้าที่เป็นผู้กำกับรายการJerry Bruckheimerก็เป็นผู้อำนวยการสร้างบริหารของซีรีส์นี้ด้วยนักแสดงนำของ CSI: Crime Scene Investigation อย่างWilliam PetersenและMarg Helgenberger แสดงความไม่พอใจต่อการเปิดตัว Miamiของ CBS โดย Petersen กล่าวว่า "[พวกเขา] ควรจะรออีกห้าปีสำหรับ ซีรีส์ภาคแยก ของ CSI " Helgenberger สนับสนุนความคิดเห็นของ Petersen ในระหว่างการกล่าวสุนทรพจน์รับรางวัล Emmy โดยกล่าวว่า "เท่าที่ [เธอ] เกี่ยวข้อง มีCSI เพียงเรื่องเดียวเท่านั้น " Petersen พูดติดตลกถึงซีรีส์NYPDCSIเนื่องจากในตอนแรกมีทั้ง Caruso และ Delaney จากNYPD Blueร่วม แสดง ^{[ 29 ]}

ในปี 2002 แอนโทนี ซูเกอร์ ผู้อำนวยการสร้างบริหาร ของ CSIเริ่มคัดเลือกนักแสดงสำหรับซีรีส์ภาคแยกที่ยังไม่มีชื่อซึ่งมีฉากหลังอยู่ที่ไมอามี นักแสดงคนแรกที่ได้รับบทคือ พรอคเตอร์ ในบท แคลลี ดูเควน เกี่ยวกับการตัดสินใจของเธอที่จะออกจากThe West Wingและเข้าร่วมMiamiพรอคเตอร์กล่าวว่า "มันเหมือนกับการเลือกระหว่างแฟนหนุ่มที่อยากอยู่กับคุณแบบไม่จริงจัง หรือผู้ชายที่บอกว่าฉันรักคุณ" เธออธิบายตัวละครของเธอว่า "เป็นผู้หญิงแปลกๆ [...] ฉลาดและเนิร์ดมาก เธอใส่กางเกงคอร์ดูรอยขาบานและสร้อยคอสีเทอร์ควอยซ์บ่อยๆ และดูเหมือนฮิปปี้ ฉันแค่ชอบแกล้งทำเป็นว่าฉันเป็นเวลมาใน Scooby-Doo" ^{[ 30 ]}

โรดริเกซ คอคเรน และอเล็กซานเดอร์ ได้รับคัดเลือกให้ร่วมแสดงกับโปรคเตอร์ ทำให้ครบทีมนักแสดงสมทบ สำหรับบทนำCBSเสนอชื่อคารูโซ ซูเกอร์ซึ่งกล่าวว่าเขา "เคยได้ยินเรื่อง NYPD Blue มาบ้าง" ในตอนแรกนั้นลังเลใจ โดยซูเกอร์อธิบายเพิ่มเติมว่า เขา "เหมือนกับกระโดดเข้าไปแล้วพูดว่า 'ไม่เอาดีกว่า ผมไม่แน่ใจเกี่ยวกับคนนี้ การสร้างซีรีส์เรื่องนี้ก็ยากพออยู่แล้ว และผมไม่อยากเข้าไปเจอปัญหาอะไร'"

ประธาน CBS เลส มูนเวส ประกาศในเดือนมกราคมว่าจะมีภาคแยกของไมอามี่ออกมาในไม่ช้า แต่ "จนกระทั่งเราเริ่มพิจารณาตัวเลือกกันในนาทีสุดท้ายว่าใครจะมารับบทโฮราทิโอ [ซูเกอร์ เมนเดลโซห์น และโดนาฮิว] จึงกลับมาติดต่อคารูโซอีกครั้ง และ [พวกเขา] ก็บอกว่า 'ใช่ เราจะให้เขามาทานอาหารเย็นด้วยกัน ดูว่าเขาเป็นอย่างไรบ้าง'" ^{[ 3 ]}ต่อมาคารูโซได้รับบทเป็นเคน เขาเป็นนักแสดงนำคนสุดท้ายที่ได้รับการเซ็นสัญญาให้แสดงในซีรีส์

หลังจากการทดลองออกอากาศแบบไม่เป็นทางการ Zuiker กล่าวว่าเขาเชื่อว่าซีรีส์นี้ "ต้องการความสมดุลมากขึ้นในแง่ของตัวละครนำหญิง" ผู้บริหารเสนอให้Sela Wardรับบทเป็น Megan Donner ซึ่งเป็นร้อยโทและอดีตหัวหน้าของ Horatio Ward ปฏิเสธบทบาทนี้^{[ 31 ]}และต่อมาโปรดิวเซอร์ได้เลือก Delaney มารับบทนี้ (Ward จะได้รับบทในซีรีส์ภาคแยกCSI: NY ในภายหลัง )

แอนน์ โดนาฮิว อธิบายการคัดเลือกเดลานีย์ว่าเป็น "การตัดสินใจที่ไม่ต้องคิดมาก" โดยระบุว่า "เมื่อคิมว่าง เราก็รู้ทันทีว่าเราต้องการเธอ" ซูเกอร์อธิบายเพิ่มเติมว่า "คิมนำความมีวุฒิภาวะและความสมดุลมาสู่เดวิด คารูโซ [...] เรารู้สึกว่าเราขาดอะไรบางอย่างในภาพรวมทั้งหมด เราต้องการนักแสดงหญิงที่แข็งแกร่งในทีมนักแสดง" นิวยอร์กไทมส์รายงานว่า พรอคเตอร์ นักแสดงนำคนเดิม "จะตามหลังคุณเดลานีย์ในเครดิต" ^{[ 32 ]}

ในช่วงปลายปี 2002 แม้จะได้รับผลตอบรับที่ดีเยี่ยมจากโปรดิวเซอร์ แต่เดลานีย์ก็ออกจากซีรีส์หลังจากแสดงไปสิบตอน CBS ออกแถลงการณ์ระบุว่าตัวละครของเดลานีย์มีความสำคัญต่อซีรีส์น้อยลงเรื่อยๆ "พวกเขาหวังที่จะสร้างเคมีที่ลงตัวเหมือนระหว่างวิลเลียม ปีเตอร์เซนและมาร์ก เฮลเจนเบอร์เกอร์ใน CSI เวอร์ชันดั้งเดิม" EW กล่าว แต่เคมีระหว่างเดลานีย์และคารูโซนั้นไม่โดดเด่น^{[ 33 ]}การจากไปของเดลานีย์ทำให้ "บทบาทของเอมิลี่ พรอคเตอร์ที่อายุน้อยกว่า" ได้รับการยกระดับขึ้นเป็น "นักแสดงนำหญิง" ^{[ 4 ]}

โซเฟีย มิโลส ได้รับบทเป็นตัวละครสมทบเพื่อ "เติมเต็มช่องว่าง" ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นจากการจากไปของเดลานีย์ ในซีซั่นที่สาม มิโลสได้รับการเลื่อนขั้นเป็นนักแสดงประจำซีรีส์^{[ 34 ]} TV Guideรายงานว่ามิโลสจะออกจากซีรีส์หลังจากเป็นนักแสดงหลักเพียงซีซั่นเดียว^{[ 23 ]}ในซีซั่นที่สามเช่นกัน โจนาธาน โทโก ได้รับบทเป็นไรอัน วูล์ฟ ตัวละครที่สร้างขึ้นเพื่อแทนที่ "สมาชิกทีม CSI" ที่ไม่ระบุชื่อ ซึ่งคาดว่าจะ "เสียชีวิตขณะปฏิบัติหน้าที่" ^{[ 35 ]}ต่อมามีการประกาศว่านักแสดงคนนี้คือ รอรี่ คอชเรน^{[ 36 ]}

เมื่อวันที่ 10 เมษายน พ.ศ. 2549 แอนน์ โดนาฮิว ประกาศว่า เร็กซ์ ลินน์ และ อีวา ลารู นักแสดงสมทบ ได้เข้าร่วมเป็นนักแสดงหลักด้วย หลังจากที่ร่วมแสดงมาตั้งแต่ซีซั่นที่ 1 และซีซั่นที่ 4 ตามลำดับ^{[ 37 ]}นักแสดงหลักคนที่ 4 ที่ออกจากซีรีส์คือ คานดี อเล็กซานเดอร์ ในซีซั่นที่ 6 อเล็กซานเดอร์ถูกแทนที่โดย เมกาไลน์ เอชิคุนโวเก^{[ 38 ]}ซึ่งออกจากซีรีส์หลังจากซีซั่นเดียว อดัม โรดริเกซ ออกจากซีรีส์ในซีซั่นที่ 8 ^{[ 39 ]}แม้ว่าเขาจะกลับมาในซีซั่นที่ 9 ในช่วงที่โรดริเกซออกจากซีรีส์ชั่วคราว เอ็ดดี ซิเบรียน ปรากฏตัวเป็นนักแสดงประจำซีรีส์^{[ 40 ]}แม้ว่าในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2553 เขาจะถูกยกเลิกสัญญา^{[ 41 ]}โอมาร์ มิลเลอร์ ก็เข้าร่วมเป็นนักแสดงในซีซั่นที่ 8 ด้วย^{[ 42 ]}

ซีรีส์ CSI: Miamiถ่ายทำเป็นหลักในรัฐแคลิฟอร์เนีย ฉากในร่มถ่ายทำที่ Raleigh Manhattan Studios ในเมืองแมนฮัตตันบีชรัฐแคลิฟอร์เนียส่วนฉากกลางแจ้งส่วนใหญ่ถ่ายทำในลองบีชรวมถึงบางส่วนของแมนฮัตตันบีชและเรดอนโดบีชบริเวณชายหาดของ Marina Green Park และ Rainbow Lagoon Park ในตัวเมืองลองบีช มักถูกใช้เป็นสถานที่ถ่ายทำฉากกลางแจ้งอื่นๆ เนื่องจากคอนโดมิเนียมสูงระฟ้าที่สร้างใหม่ในบริเวณนั้นทำให้ดูเหมือนอยู่ในไมอามี

ทางเดินแกะสลักที่สร้างขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่รถไฟเหาะตีลังกาไพค์ เก่า สามารถมองเห็นได้ในฉากหลังของตอน "Wrecking Crew" และ "Under The Influence" ภาพจากศาลบิสเคย์น ซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนในตอน "Recoil" และอื่นๆ ถูกถ่ายทำที่สวนน้ำในซานตาโมนิกาที่พิกัด 34.028728, −118.471331 ^{[ 43 ]}

สถานที่อื่นๆ รอบลองบีชก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน เช่น ย่านเนเปิลส์ ซึ่งมีคลองและบ้านหรูหราพร้อมท่าเทียบเรือขนาดใหญ่และต้นปาล์ม ทำให้มีบรรยากาศคล้ายไมอามี^{[ 44 ]}อาคารที่ใช้ถ่ายทำฉากภายนอกของ ห้องปฏิบัติการอาชญากรรม ของกรมตำรวจไมอามี-เดดนั้นแท้จริงแล้วคือ สำนักงานใหญ่ ของสหกรณ์เครดิตยูเนียน SkyOne Federal Credit Unionซึ่งตั้งอยู่ที่ 14600 Aviation Boulevard ใน เมืองฮอว์ธอร์น รัฐแคลิฟอร์เนีย^{[ 45 ]}

ฉากกลางแจ้งหลายฉากถ่ายทำในเขตไมอามี-เดด รัฐฟลอริดารวมถึงโคโคนัทโกรฟคอรัลเกเบิลส์และไมอามีบีช^{[ 46 ]}

เพลงธีมหลักของ CSI: Miamiคือ " Won't Get Fooled Again " ซึ่งแต่งและขับร้องโดยThe Who [ ^{47 ]}ซึ่งยังขับร้องเพลงธีมของCSI: Crime Scene Investigation , CSI: NY , CSI: Cyber ​​และCSI: Vegasอีก^{ด้วย[ 48 ] [ 49 ]}ก่อนเครดิตเปิดเรื่อง Horatio Caine จะพูด "ประโยคสั้นๆ" หรือคำคมที่เกี่ยวข้องกับอาชญากรรมที่เกิดขึ้น^{[ 50 ] [ 51 ]}

เมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ 2555 CBS ประกาศว่าซีซั่นที่ 10 ของCSI: Miamiจะลดจำนวนตอนลงเหลือ 19 ตอน เพื่อให้มีพื้นที่ในตารางออกอากาศสำหรับNYC 22ซึ่ง เป็นรายการ ทดแทนในช่วงกลางฤดูกาล^{[ 52 ]}เมื่อวันที่ 13 พฤษภาคม 2555 ทั้งสองซีรีส์ถูกยกเลิก^{[ 53 ] [ 54 ]}

ต่อมา Procter กล่าวว่า "การยกเลิกเป็นเรื่องที่น่าตกใจสำหรับทุกคน เพราะพวกเขาได้ให้สัญญาณไว้แล้วว่าCSI: NYอาจจะถูกยกเลิก ดังนั้นผู้คนจึงน่าจะเตรียมตัวไว้แล้ว แต่พวกเรากลับไม่ได้เตรียมตัวไว้เลย" ^{[ 55 ]}ก่อนหน้านี้ Procter เคยแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับความยืนยาวของซีรีส์ โดยกล่าวว่า "ผมจำได้ว่านั่งอยู่กับ David ในลานจอดรถระหว่างซีซั่นแรก เตรียมพร้อมสำหรับการออกอากาศตอนแรก เราพูดกันว่า [...] 'เราจะใช้ชีวิตที่เหลืออยู่ด้วยกัน ไม่ว่าจะดีหรือร้าย'" ^{[ 56 ]}ต่อมา Eva LaRue ก็ได้กล่าวเสริมความรู้สึกของ Procter โดยระบุว่าเธอ "เสียใจเพราะเราไม่มีโอกาสได้กล่าวคำอำลากับแฟนๆ หรือกับกันและกัน" ^{[ 57 ]}

นีน่า แทสเลอร์ ประธาน CBS Entertainment ออกแถลงการณ์ระบุว่า "เมื่อพิจารณางบประมาณที่แตกต่างกันเล็กน้อยและข้อกังวลเรื่องเรตติ้งของภาค แยก CSIแล้ว ก็ไม่มีความแตกต่างกัน — อย่างน้อยก็ในแง่ของตัวเลข พวกมันใกล้เคียงกันมาก เมื่อพิจารณาอย่างละเอียดแล้ว พวกมันใกล้เคียงกันมาก ความแตกต่างนั้นแทบจะแยกไม่ออก... มันเป็นเพียงเรื่องของการพิจารณาตารางเวลาและสิ่งที่ดูดีกว่า" ^{[ 58 ]} "ในท้ายที่สุดNYชนะการแข่งขันครั้งนั้นเพราะมีนิวยอร์กซิตี้ เป็นฉากหลัง ซึ่งช่วยให้ CBS สร้างเทศกาล NYC ในคืนวันศุกร์ได้" ^{[ 58 ]}

• เดวิด คารูโซ รับบทเป็นโฮราทิโอ "เอช" เคน^{[ 59 ]}ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการอาชญากรรมไมอามีเดดผู้โด่งดัง^{[ 60 ]}และเป็นร้อยโทตำรวจ^{[ 61 ]}เคนไต่เต้าขึ้นมาเป็นช่างเทคนิคหน่วยเก็บกู้ระเบิด เขาเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านนิติวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับวัตถุระเบิด^{[ 62 ]}และหวงแหนทีมของเขาอย่างมาก^{[ 4 ]}เขามักจะทำทุกวิถีทางเพื่อรักษาหลักฐานหรือเหยื่อที่อาจเกิดขึ้น ตลอดทั้งซีรีส์ เขาเริ่มรู้สึกเบื่อหน่ายและมีจริยธรรมน้อยลง พัฒนาทัศนคติที่จริงจัง ตรงไปตรงมา และเข้าประเด็นมากขึ้น แม้ว่าเขาจะยังคงความสามารถในการสื่อสารกับเด็กๆ ที่ประสบกับเหตุการณ์ที่กระทบกระเทือนจิตใจได้เป็นอย่างดี^{[ 63 ]}เขายังเป็นนักแม่นปืนที่มีฝีมืออีกด้วย
• Emily Procter as Calleigh Duquesne;^[64] a CSI Level 3 and Horatio's Assistant Supervisor. Duquesne is a veteran MDPD Detective and the longest serving member of the crime lab.^[65] She is a ballistics specialist.^[14] Her slight build, blonde hair, and Southern belle accent often lead others to underestimate her, but she is a brilliant and a dedicated scientist.^[66] She develops a romantic relationship with fellow CSI Eric Delko,^[67] and, in the show's final season, adopts two children.^[68]
• Adam Rodriguez as Eric Delko;^[64] a fingerprint and drug expert of Cuban and Russian descent. Detective Delko first encountered the CSI team while working as a tow-truck driver. Caine persuaded him to join the MDPD, and the two became good friends. Eric has three sisters. One of them, Marisol, married Caine and was killed at the end of season 4. Because of this he builds strong bonds where he works, developing a strong friendship with Tim Speedle, and a romantic interest in Calleigh. (seasons 1–8, 9–10; recurring: season 8)
• Khandi Alexander as Alexx Woods;^[69] a medical examiner for Miami Dade County. Alexx began her medical career in New York as a physician and became a medical examiner with the CSI team after moving to Miami for personal reasons. She is a very emotional person, and is more of a "mother" figure for the CSI team, showing great concern for them. She also often talks to the dead bodies. Alexx eventually leaves CSI in order to spend more time with the living. (seasons 1–6; guest star: seasons 7–8)
• Rory Cochrane as Tim Speedle,^[70] known affectionately as "Speed"; a trace evidence and impressions expert from Syracuse, New York. He worked for the St. Petersburg PD in 1997, and had a degree in biology from Columbia University. Speed joined the team at the recommendation of Jesse Cardoza, and became an invaluable asset. Speed often failed to comply to departmental standards, however, and was killed as a result of his unclean weapon misfiring. (seasons 1–3; guest star: season 6)
• คิม เดลานีย์ รับบทเป็น เมแกน ดอนเนอร์; ^{[ 71 ]}คู่หูคนแรกของโฮราทิโอและเป็นรองผู้กำกับตำรวจ MDPD ที่ได้รับความเคารพ เธอเคยเป็นผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการอาชญากรรม MDPD ก่อนที่จะลาพักงานอย่างไม่มีกำหนดเนื่องจากการเสียชีวิตของสามีของเธอ ซึ่งเสียชีวิตขณะปฏิบัติหน้าที่ เธอเชื่อในการติดตามหลักฐาน และด้วยเหตุนี้จึงมักถูกมองว่าเป็นปฏิปักษ์ต่อสไตล์การสืบสวนแบบใช้สัญชาตญาณของโฮราทิโอ ส่งผลให้เมแกนลาออก เนื่องจากพบว่าความกดดันของงานเกินกว่าที่เธอจะรับมือได้ (ซีซั่น 1)
• โซเฟีย มิโลส รับบทเป็น เยลินา ซาลาส นักสืบฆาตกรรมชาวโคลอมเบียที่มักร่วมงานกับทีมสืบสวนคดีอาญา และเป็นภรรยาม่ายของเรย์มอนด์ เคน น้องชายของโฮราทิโอ ต่อมาเธอเริ่มมีความสัมพันธ์กับ ริค สเตตเลอ ร์จ่าสิบเอกหน่วยสืบสวนภายใน เยลินาลาออกจากทีมและย้ายไปริโอเดจาเนโรกับครอบครัว แต่ต่อมาเธอกลับมาไมอามีในฐานะนักสืบเอกชน (ปรากฏตัวเป็นระยะ: ซีซั่น 1–2; ซีซั่น 3; นักแสดงรับเชิญ: ซีซั่น 5–7)
• โจนาธาน โทโก รับบทเป็น ไรอัน วูล์ฟ นักสืบในทีมของโฮราทิโอ ไรอันทำงานเป็นตำรวจอยู่ก่อนที่จะได้รับการว่าจ้างให้ทำงานในแล็บโดยเคน ซึ่งสังเกตเห็นว่าไรอันดูแลปืนของเขาอย่างดีเยี่ยม ซึ่งอาจเป็นเพราะวูล์ฟมีอาการย้ำ คิดย้ำทำ ไรอันเข้ามาแทนที่ ทิม สปีดเดิล เจ้าหน้าที่ CSI ที่เสียชีวิตขณะปฏิบัติหน้าที่อันเป็นผลโดยตรงจากการดูแลรักษาปืนที่ไม่ดี ทีมงานและโดยเฉพาะอย่างยิ่งเอริค ไม่ค่อยเป็นมิตรกับไรอันในตอนแรก แต่ต่อมาพวกเขาก็เริ่มรู้สึกดีกับเขามากขึ้น (ซีซั่น 3–10; ปรากฏตัวเป็นระยะ: ซีซั่น 3)
• เร็กซ์ ลินน์ รับบทเป็น แฟรงค์ ทริปป์ นักสืบแผนกฆาตกรรมชาวเท็กซัสที่ร่วมเดินทางไปกับทีมไปยังที่เกิดเหตุ เขาเป็นที่รู้จักจากการสอบสวนผู้ต้องสงสัยด้วยท่าทีประชดประชันตามแบบฉบับ และมีความสัมพันธ์ในการทำงานที่ดีกับเจ้าหน้าที่พิสูจน์หลักฐานทุกคน เขาหย่าร้างแล้วและมีลูกสามคน เขารู้จักกับโฮราทิโอมาตั้งแต่ปี 1997 เป็นอย่างน้อย ตลอดทั้งซีรีส์ เขาได้รับการเลื่อนตำแหน่งเป็นจ่าสิบเอก รับบทบาทที่สำคัญมากขึ้นในกรมตำรวจมาร์ธา เดอ มาร์ติน และได้สวมเครื่องแบบตำรวจเป็นช่วงสั้นๆ (ปรากฏตัวเป็นระยะ: ซีซั่น 1–4; ซีซั่น 5–10)
• อีวา ลารู รับบทเป็น นาตาเลีย โบอา วิสตา^{[ 72 ]}นักสืบ MDPD ^{[ 72 ]}และผู้เชี่ยวชาญด้าน DNA ที่เคนจ้าง เมื่อมาถึง เธอได้รับอนุญาตให้ทำงานเฉพาะคดีที่ค้างคาหรือยังไม่คลี่คลาย เท่านั้น เนื่องจากข้อจำกัดของเงินทุนสนับสนุนจากรัฐบาลกลาง แม้ว่าต่อมาจะมีการเปิดเผยว่าแท้จริงแล้วเธอเป็นเจ้าหน้าที่พิเศษของ FBI ที่ทำงานภายใต้การปลอมตัว ต่อมาเธอยื่นสมัครเข้าร่วมทีมอย่างถาวร ซึ่งทำให้เดลโกและวูล์ฟไม่พอใจในตอนแรก เธอเคยตกเป็นเหยื่อของการถูกทำร้ายร่างกายในครอบครัวระหว่างการแต่งงานของเธอ (ปรากฏตัวซ้ำ: ซีซั่น 4; ซีซั่น 5–10)
• เมกาไลน์ เอชิกุนโวเก รับบทเป็น ทารา ไพรซ์; ^{[ 21 ]}แพทย์นิติ เวชกะ กลางวันที่เข้ามาแทนที่อเล็กซ์หลังจากที่เธอลาออกไป ในตอนแรกเธอได้รับการต้อนรับอย่างดีจากทีม จนกระทั่งมีการเปิดเผยว่าเธอขโมยาออกซิโคโดน (ยาแก้ปวดกลุ่มโอปิออยด์) จากเหยื่อในห้องเก็บศพ ไรอัน วูล์ฟ เผชิญหน้ากับทาราเกี่ยวกับยาที่ถูกขโมยในล็อกเกอร์ของเธอ และต่อมาเธอถูกจับกุมและไล่ออกจากทีม หลังจากนั้นไม่นาน ทาราก็ถูกแทนที่โดย ดร. ทอม โลแมน (ซีซั่น 7; ปรากฏตัวซ้ำ: ซีซั่น 7)
• เอ็ดดี้ ซิเบรียน รับบทเป็น เจสซี คาร์โดซา^{[ 73 ]}นักสืบ MDPD ที่เคยทำงานร่วมกับโฮราทิโอและเมแกนมาก่อนการก่อตั้งทีม CSI เขาเดินทางกลับมาไมอามีหลังจากรับราชการเป็น เจ้าหน้าที่ LAPDเพื่อติดตามตัวชายที่ฆ่าภรรยาของเขา คาร์โดซาสร้างมิตรภาพที่แน่นแฟ้นกับสมาชิกในทีม แต่เสียชีวิตขณะปฏิบัติหน้าที่ระหว่างการโจมตีด้วยฮาลอนที่ห้องแล็บ วอลเตอร์เสียใจอย่างมากกับการสูญเสียครั้งนี้ (ซีซั่น 8; นักแสดงรับเชิญ: ซีซั่น 9)
• โอมาร์ เบนสัน มิลเลอร์ รับบทเป็น วอลเตอร์ ซิมมอนส์; ^{[ 74 ]} "ชาวลุยเซียนาโดยกำเนิดและ ผู้เชี่ยวชาญด้าน การโจรกรรมงานศิลปะที่ย้ายมาจากกะกลางคืนเพื่อเข้าร่วมทีมของโฮราทิโอ" ^{[ 75 ]}รูปร่างใหญ่โตของซิมมอนส์มักทำให้ผู้ต้องสงสัยหวาดกลัว อย่างไรก็ตาม เขาแสดงให้เห็นว่าเป็นหนึ่งในสมาชิกที่เอาใจใส่และเห็นอกเห็นใจมากที่สุดในทีม เขาสนิทสนมกับทั้งไรอันและเจสซีเป็นอย่างมาก และพัฒนามิตรภาพกับเรย์มอนด์ แลงสตัน เจ้าหน้าที่นิติวิทยาศาสตร์ของ LVPD (ซีซั่น 8–10; ปรากฏตัวซ้ำ: ซีซั่น 8)

• Holt McCallany รับบทเป็น John Hagen; ^{[ 76 ]}นักสืบ แผนกฆาตกรรม ของ MPDที่มีปัญหาทางอารมณ์และจิตใจ เขาเป็นคู่หูของพี่ชายของ Caine ที่คาดว่าเสียชีวิตไปแล้ว Hagen ฆ่าตัวตายต่อหน้า Calleigh (ซีซั่น 1–3)
• Boti Blissรับบทเป็น Maxine Valera; ^{[ 77 ]}ช่างเทคนิค DNA ที่ทำงานในทีมของ Caine เธอมีความสามารถอย่างเหลือเชื่อ แต่มีนิสัยเสียคือชอบลัดขั้นตอนขณะประมวลผลหลักฐาน (ซีซั่น 2–8)
• จอห์นนี่ วิทเวิร์ธ รับบทเป็น เจค เบิร์กลีย์; ^{[ 78 ]}เดิมทีเป็นนักสืบยาเสพติดของ MDPD เจคย้ายไปแผนกฆาตกรรมหลังจากทำงานสายลับ เขาและแคลลีห์เคยคบกันในโรงเรียนตำรวจ และต่อมาก็กลับมาสานสัมพันธ์กันอีกครั้ง (ซีซั่น 5–8)
• Christian Clemenson รับบทเป็น Tom Loman: ^{[ 79 ]}เจ้าหน้าที่ชันสูตรศพคนใหม่ล่าสุดของไมอามี และเป็นผู้มาแทนที่ Dr. Alexx Woods คนที่สอง^{[ 80 ]} Loman เป็นคนที่ไม่ค่อยเข้าสังคม แต่มีคุณค่าอย่างยิ่งต่อทีม โดยได้สร้างความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นตลอดระยะเวลาที่เขาดำรงตำแหน่ง^{[ 80 ]} (ซีซั่น 8–10)
• เทย์เลอร์ โคล รับบทเป็น ซาแมนธา โอเวนส์^{[ 81 ]}นักสืบ MDPD ที่ได้รับมอบหมายให้เข้าร่วมทีม CSI ของโฮราทิโอ^{[ 82 ]}เดิมทีเป็นช่างเทคนิคห้องปฏิบัติการ^{[ 82 ]}โอเวนส์พัฒนาความสัมพันธ์แบบหยอกล้อกับวูล์ฟ^{[ 83 ]} (ซีซั่น 10)

On Monday November 7, 2005, and Wednesday November 9, 2005, CBS aired the first crossover within the CSI franchise, with a CSI: Miami episode titled "Felony Flight", and a CSI: NY episode titled "Manhattan Manhunt".^[94] The episodes see an escaped prisoner embark on a killing "spree that, quite naturally, brings together Lt. Horatio Caine and his team and Detective Mac Taylor (of CSI: NY) and his team, a spree that eventually mounts to 13 bodies in the two episodes."^[94]

Anthony Zuiker described the event as "virtually a movie",^[94] while CSI: Miami's show-runner Ann Donahue stated that, despite a crossover being planned earlier, she had "held off on this because [she] wanted to wait until 'New York' had distinguished itself" from its predecessors.^[94] Zuiker noted that as well as being a "tremendous treat for viewers", the crossover would provide "a chance to sample other CSI shows and casts and mysteries on other nights", particularly due to the "complete visual makeover" undertaken during CSI: NY's second season, "in terms of the lighting style, the colors, and the new labs."^[94] He also described the crossover as " the event that the franchise needed at this point, not only for CSI: NY, but [for] the viewers. And it's, I feel, some of our best work if not the best."^[94]

In 2005, prior to the airing of "Felony Flight", Ann Donahue stated that "you never know" when a three-way crossover will be produced, with Zuiker stating that "the beauty of this franchise is it's very interchangeable in terms of how crossover combinations will work".^[94] In 2009, CBS commissioned a three-part crossover starring CSI: Crime Scene Investigation star Laurence Fishburne, an event that EW dubbed the "Great CSI Crossover Experiment That William Petersen Never Would Have Agreed To".^[95][96] The Miami segment of the crossover, titled "Bone Voyage", aired on November 9, 2009.^[96]

ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2546 นิตยสาร Entertainment Weeklyรายงานว่า "มีข่าวลือว่าผู้ร่วมสร้าง Anthony Zuiker และบริษัทกำลังวางแผนสร้างแฟรนไชส์ที่สาม โดยจะตั้งอยู่ในนิวยอร์กซิตี้" ^{[ 1 ]} ในปี พ.ศ. 2547 CBS ได้สั่งผลิต ซีรีส์CSIที่มีฉากในนิวยอร์ก^{[ 160 ] [ 161 ]}โดยมี Gary Sinise รับบทเป็นนักสืบชื่อ Mac Taylor ^{[ 161 ]} Mac เจ้าหน้าที่มากประสบการณ์ "ผู้สูญเสียภรรยาไปในเหตุการณ์ก่อการร้ายเมื่อวันที่ 11 กันยายน" คาดว่าจะ "ปรากฏตัวเป็นแขกรับเชิญในCSI: Miami "ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2547 ^{[ 161 ] [ 162 ]}

เมื่อวันที่ 23 มีนาคม พ.ศ. 2547 เมลินา คานาคาเรเดสได้รับบทเป็นสเตลลา "นักสืบหน่วยตรวจสอบสถานที่เกิดเหตุ" ^{[ 163 ]}คานาคาเรเดสได้รับบทนี้หลังจากที่เธอเซ็นสัญญากับ CBS ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2546 ^{[ 164 ]}นักวิจารณ์ฟูตันตั้งข้อสังเกตว่า คานาคาเรเดส "เดิมทีถูกวางตัวให้เป็นนักแสดงนำในโครงการละครเรื่องICEเกี่ยวกับสำนักงานตรวจคนเข้าเมืองและศุลกากร ซึ่งเป็นหน่วยงานหนึ่งของกระทรวงความมั่นคงแห่งชาติ เมื่อการพัฒนา ICEหยุดชะงัก คานาคาเรเดสจึงมีอิสระที่จะเข้าร่วมNY " ^{[ 165 ]}วาเนสซา เฟอร์ลิโตและคาร์ไมน์ จิโอวินาซโซก็ได้รับบทนำเช่นกัน^{[ 163 ]}ตอนนำร่องของCSI: NYชื่อตอน " MIA/NYC NonStop " ออกอากาศเมื่อวันที่ 17 พฤษภาคม พ.ศ. 2547 และยังมีฮิลล์ ฮาร์เปอร์ร่วม แสดงด้วย ^{[ 166 ]}

On the aesthetic difference between CSI: Miami and CSI: NY, senior writer Andrew Lipsitz stated that "all cities are fantasies, made up of the dreams of individual inhabitants. New York is its own fantasy—it's the great fantasy of anyone who came here from another country. It may or may not be more real, it may or may not be baked in the sun, but it's an amalgam of everyone's dreams."^[167]

Anthony Zuiker also stated that, while "Miami feature[s] self-contained episodes that favor solving crimes over exploring characters' lives... NY [will] be more character-driven".^[4]USA Today later observed that "structurally, the CSIs bear striking similarities. Each unit, which uses advanced forensic techniques to solve crimes, is headed by a veteran male, joined by a leading female", yet "climate offers variation. NY offers the prospect of frozen corpses."^[4]