Der Tatort „Taxi nach Leipzig“ von 1970 mit dem Hamburger Kommissar Paul Trimmel war der erste Tatort Hamburg überhaupt, der von der ARD ausgestrahlt wurde, also der Premierenauftakt zur erfolgreichsten deutschen Krimiserie. Trimmel klärte insgesamt 11 Fälle auf, bevor sein Darsteller Walter Richter aus Altersgründen aufgeben musste.
Im Anschluss gab es drei Fälle mit Ermittler Delius (Horst Bollmann), der aber kein Kripobeamter war, sondern Oberstleutnant des MAD (Militärischer Abwehrdienst).
Nicht ganz eindeutig zuzuordnen ist Kommissar Piper, der in der Folge „Streifschuss“ von 1980 in Bremen und Hamburg ermittelte, in seiner zweiten Episode „Kindergeld“ von 1982 dann nach Spanien ging.
So richtig in Fahrt kam der Tatort Hamburg erst wieder mit den Kommissaren Paul Stoever und Peter Brockmöller (gespielt von Manfred Krug und Charles Brauer). Zwischen 1984 und 2001 gab es 41 Fälle zu lösen – für Brockmöller allerdings nur 38, da er erst in der vierten Episode einstieg. Die beiden Ermittler sind nicht nur Kollegen, sondern auch im privaten Leben Kumpel und Freunde. Mit zunehmender Zahl der Sendungen wirkten sie manchmal wie ein altes Ehepaar. Ein besonderes Charakteristikum dieses Teams waren die häufigen Musik- und Gesangseinlagen.
1997 gab es zwei Filme aus der Serie “Die Kommissarin”, die als Tatort Hamburg ausgestrahlt wurden, mit Hannelore Elsner als Ermittlerin Lea Sommer. Nachfolger von Stoever und Brockmöller wurden 2001 Jan Casstorff (Robert Atzorn) und Eduard Holicek (Tilo Prückner). Sie spielten bis 2008 15 Tatort Hamburg Folgen ein.
Es folgte Cenk Batu (Mehmet Kurtuluş), der „Auf der Sonnenseite“ erstmals 2008 ermittelte. Er arbeitete in sechs Episoden als verdeckter Ermittler des LKA in der Hamburger Unterwelt; 2012 wurde die Figur aus der Tatort-Serie wieder herausgeschrieben.
Seit März 2013 arbeiten Til Schweiger als Nick Tschiller und Fahri Yardim als Yalcin Gümer im Tatort Hamburg. Da Tschillers Ex-Frau Isabella und seine Tochter Lenny in den Fokus des organisierten Verbrechens geraten, muss der Ermittler unkonventionelle polizeiliche Maßnahmen ergreifen, um seine Familie zu retten. Bei einem Rettungsversuch wird Isabella jedoch voom Boss des gefährlichen Astan-Clans ermordet; fortan müssen Vater und Tochter alleine zurecht kommen. Am 4. Februar 2016 kam der fünfte Teil der Tschiller-Serie bundesweit in die Kinos: „Tschiller: Off Duty“ lautete der Titel des actiongeladenen Krimis.
Ebenfalls im Frühjahr 2013 feierte ein weiteres Hamburger Tatort-Team sein Debüt im deutschen Fernsehen: Hauptkommissar Thorsten Falke (Wotan Wilke Möhring) und seine Kollegin Katharina Lorenz (Petra Schmidt-Schaller) traten in der Folge „Feuerteufel“ erstmals gemeinsam auf. Zwischen den beiden knisterte es unterschwellig, jedoch quittierte Lorenz nach nur sechs ausgestrahlten Einsätzen den Job bei der Kriminalpolizei in der Folge „Verbrannt“ im Jahr 2015.
An Lorenz‘ Stelle trat schon im nächsten Fall für Falke die junge Kollegin Julia Grosz (Franziska Weisz), die bereits mit 18 Jahren zur Bundespolizei kam und sogar in Afghanistan stationiert war. Der erste gemeinsame Einsatz hieß „Zorn Gottes“ (Erstausstrahlung: 20. März 2016).