Dearing a fait exploser une bombe, qu'il avait dissimulée dans les locaux du quartier général du NCIS. Une grande partie du bâtiment est détruite. Atterrés, les membres de l'équipe de Gibbs doivent malgré tout poursuivre leur traque. Ils se lancent aux trousses de Dearing, avec l'aide de l'agent Fornell...

Quelques semaines après l'explosion du siège du NCIS, et tandis que Judy Ford poursuit minutieusement son enquête, le cadavre d'un agent est découvert, abattu dans sa voiture, laquelle a été jetée dans un lac. Pendant ce temps, le docteur Wolf poursuit son travail d'aide psychologique auprès des agents...

Ducky demande la réouverture d'une affaire classée depuis douze ans et l'exhumation du corps d'un marine qu'il a autopsié alors, et dont la mort, finalement, n'était pas accidentelle. En même temps, l'équipe enquête sur le meurtre récent d'un autre soldat. Y aurait-il un lien entre ces deux affaires ?...

Un hélicoptère de la marine américaine s'est écrasé en pleine mer. Son équipage est localisé, plusieurs jours après le crash, sur un canot de sauvetage. Le corps du pilote, absent de l'embarcation, est repêché. Le militaire a été abattu d'une balle dans la tête. Le NCIS enquête sur cet étrange accident...

Un homme est assassiné à bord d'une voiture de sport. Le suspect, qui roulait à moto, portait un uniforme de policier. Les données balistiques conduisent Gibbs et ses agents sur la piste d'un magasin de revente d'objets divers. Gibbs y découvre une médaille d'honneur qui appartenait à son homonyme...

Deux hommes, revenus depuis peu du Moyen-Orient, sont agressés, et l'un d'eux est tué. L'équipe du NCIS tente de retrouver Joe Westcott, qui accompagnait la victime. Celui-ci regrette de n'avoir pas pu sauver son camarade. Gibbs découvre alors que Westcott souffre de stress post-traumatique...

Victime d'un syndrome de stress post-traumatique, Westcott est proche du point de rupture. Gibbs ne sait plus comment lui venir en aide efficacement. Le temps lui manque : Randall Kersey reste toujours introuvable et aucune piste sérieuse ne permet de savoir où doit se produire le prochain attentat...

Pendant que le reste de l'équipe du NCIS enquête sur l'enlèvement d'une adolescente, Ziva et Abby travaillent étroitement avec la jeune amie de la victime, qui a été témoin du rapt. De son côté, Gibbs cherche l'aide d'un ancien contact, Miranda Pennebaker, une femme haut placée, mais à la moralité douteuse...

Un agent du FBI, Fornell, un vieil ami de Gibbs, échappe à une tentative d'assassinat. Le tueur, Tyler Brown, issu de la Marine, travaillait au noir dans un bar. Fornell et Gibbs se rendent sur place et tombent sur une vieille connaissance : leur ex-femme commune, Diane Sterling, qui enquête sur une fraude...

Noel Huffner, le mari d'une femme officier dans la Navy, a été retrouvé mort. Dans sa mallette, les agents ont retrouvé un billet de 100 dollars redessiné par le Trésor américain et qui n'est pas encore en circulation. Pour mener l'enquête, Gibbs doit collaborer avec Ashley Winter, ce qui ne l'enchante pas...

Le corps d'un homme est repêché dans le Potomac. A en juger par la pièce d'identité retrouvée sur lui, il s'agit d'un militaire de la Marine. Mais la victime, Tyler Wilkes, est en réalité journaliste. Un officier révèle aux enquêteurs que Wilkes souhaitait faire des recherches dans sa caserne...

Le père de Ziva et la femme de Vance ont été tués durant l'attaque. Gibbs soupçonne Arash Kazmi d'être le cerveau du complot, mais celui-ci défend son innocence et offre son aide. Les agents apprennent que les balles ont été achetées chez un trafiquant d'armes iranien. Bodnar exige que Kazmi soit arrêté...

Lyla Cutwright et le caporal Dunn ont perdu la vie dans un accident de voiture. Pour Abby, l'accident n'est qu'une mise en scène : les victimes ont été assassinées auparavant. Gibbs soupçonne le père du caporal, connu pour son tempérament colérique, d'avoir sa part de responsabilité dans cette affaire...

Gibbs et son équipe arrêtent Ajay Khan, qui figure en deuxième position sur la liste des personnes recherchées pour cyber-terrorisme. Ils tentent par tous les moyens de lui faire avouer où se cache son chef. En hackant son ordinateur, Abby découvre qu'un immense complot a été élaboré par des terroristes...

Le caporal Lance Crowe s'écroule au cours d'un entraînement, avant de mourir d'une hémorragie cérébrale. L'un des membres de l'unité du défunt, David Holland, révèle à Gibbs que Crowe participait à des séances illégales de combat. Mais Gibbs découvre bientôt que Holland et Crowe se détestaient...

Après avoir examiné un corps sur une scène de crime, Jimmy et le docteur Mallard emmènent la dépouille à la morgue. Sur la route, ils sont tous les deux kidnappés. Leurs ravisseurs les obligent alors à pratiquer une autopsie sur le cadavre pour obtenir des informations que la victime détenait...

Le barbier de Gibbs, un vieil ami, soupçonne son fils, Cameron, d'être le tueur en série que recherchent les autorités. Gibbs décide alors d'enquêter sur cette piste, mais la police locale lui pose problème. De son côté, Abby assiste les enquêteurs pour mener des recherches sur l'ADN du meurtrier...

Un maître-chien de la Navy a été mortellement blessé par un sniper durant une mission en Afghanistan. Sa veuve demande à Gibbs et McGee d'enquêter sur les circonstances entourant sa mort, son mari lui ayant dit qu'il avait reçu des menaces. Pendant ce temps, Vance tente de trouver une nounou pour ses enfants...

L'officier médical Brian Haber est retrouvé mort à bord de l'USS Borealis. Aux commandes du navire, le père de Timothy McGee, un amiral brillant et estimé par ses pairs. Ziva et Burley découvrent qu'Haber était sur le point de divulguer des informations compromettantes sur un membre de l'équipage...

Le mari de l'officier Callie Daniels a disparu. Lorsque la police découvre que celui-ci disposait de deux millions et demi de dollars sur son compte en banque, l'appât du gain devient le mobile privilégié. De son côté, Tony est troublé par le comportement très étrange de Ziva depuis la mort de son père...

Tony et Ziva s'envolent pour Berlin, à la poursuite de Bodnar, l'assassin du père de Ziva. Pendant ce temps, la nouvelle directrice du Mossad se rend au NCIS et sollicite l'aide de Gibbs et de son équipe pour identifier des éléments dissidents du Mossad, responsables de la mort d'un agent israélien...

Suite à un accident provoqué par Bodnar, Tony et Ziva perdent les diamants qu'ils avaient réussi à récupérer à Berlin. Malgré les ordres de Tom Morrow, de la Sécurité intérieure, le NCIS poursuit son enquête sur Bodnar et piste un mercenaire de contrebande, particulièrement difficile à identifier...

Evan Lowry, un quartier-maître, est arrêté alors qu'il était en train de poursuivre un homme. Conduit au siège du NCIS, il affirme être suivi et surveillé depuis plusieurs semaines. Par ailleurs, Richard Parsons, un inspecteur du département de la Défense, mène une contre-enquête sur la mort de Bodnar...

Après les accusations portées contre le NCIS par Richard Parsons, Gibbs assume ses responsabilités et se retire de ses fonctions, le temps d'assurer sa défense avec son avocat. Le reste de l'équipe mène une contre-enquête sur les motivations de Parsons dans cette chasse aux sorcières contre Gibbs...