Během své kariéry měla skupina Nitty Gritty Dirt Band několik různých hlavních zpěváků. Původní člen Bruce Kunkel byl hlavním zpěvákem na prvních albech kapely, včetně jejich debutového alba (1967) a Ricochet (1968). Jimmy Ibbotson převzal funkci hlavního zpěváka pro třetí album skupiny Rare Junk (1969) a zůstal se skupinou až do roku 1975. John McEuen se poté stal hlavním zpěvákem a od té doby zůstal s kapelou.
Kromě výše zmíněných hlavních zpěváků jsou dalšími členy Nitty Gritty Dirt Band, kteří přispěli hlavními vokály, Les Thompson, Chris Darrow, Jimmy Fadden a Jeff Hanna.