Vance est détenu par Hakim. Le NCIS se lance à sa recherche. Hakim oblige Vance à participer au braquage d'une banque. Il le contraint à enregistrer un message de soutien aux combattants afghans. Vance profite de cette vidéo pour faire passer des informations à ses agents. Il tente ainsi de sauver sa fille...

Deux enfants se faufilent dans la maison de leur voisin, le lieutenant Davis Mooney, qui est parti en vacances. Ils découvrent horrifiés le corps du militaire dans son jacuzzi. L'appareil bouillonne à plus de cent degrés. Rapidement sur place, Palmer s'apprête à effectuer des prélèvements, mais Gibbs lui suggère d'emmener tout le jacuzzi au laboratoire...

Une explosion suspecte s'est produite devant la maison de Todd Nicholas, un officier de la Navy et de son épouse, Sheba Nicholas, une star de la téléréalité. L'équipe enquête. Leon Vance, de son côté, est toujours en traitement, suite aux blessures qu'on lui a infligées lorqu'il était retenu en otage...

Les vacances de Gibbs dans sa maison isolée sont interrompues par l'arrivée inattendue de l'agent Fornell et de Brooks, qui ne cessent de se chamailler. Pour avoir la paix, Gibbs part à la recherche d'un braqueur en cavale, qui a sauté en parachute dans la forêt. Fornell et Brooks le suivent de près...

Ray Jennings, un vétéran du Viêtnam, a été condamné à une peine de prison à perpétuité pour le meurtre d'un autre Marine, Daniel Hall. Claire Hall, la veuve de celui-ci, donne aux enquêteurs du NCIS une boîte contenant des cassettes audio. L'une d'entre elles remet en cause les témoignages de l'époque...

Le soir d'Halloween, en arrivant sur une scène de crime, Torres réalise qu'il connaît une des victimes. Il a en effet fréquenté le centre de formation du FBI en même temps qu'Anderson Kohl, qui était devenu son ami, mais les deux hommes s'étaient perdu de vue. Jimmy se demande si son laboratoire est hanté...

Des individus ont découpé un morceau de mur de la banque coopérative des forces armées et sont partis avec. L'équipe de Gibbs découvre que ce pan de mur était le support d'une oeuvre d'art peinte par un célèbre artiste de street-art, connu sous le nom de Ritz, également activiste de la cause animale...

Un homme est retrouvé mort dans les marais en possession des papiers d'un soldat travaillant à l'Agence Logistique de la Défense. Le NCIS découvre que la victime, Wesley Moore, a usurpé l'identité d'un Marine pour voler des informations sur les mouvements de troupes stationnées en Afghanistan...

La jeune Angie a été condamnée pour un cambriolage commis chez l'amiral Padgett, le mari d'une riche héritière. Angie sort de prison après avoir effectué une peine de trois ans. Gibbs, qui connaît bien la jeune fille, avait essayé au moment de l'enquête de lui faire avouer le nom de son complice...

Alors que chacun a déjà des projets pour les vacances de Noël, les membres du NCIS restent mobilisés par une enquête, le meurtre d'un vétéran de la Navy, qui les conduit à découvrir un bébé volé. Les agents refusent de confier le nouveau-né avant d'être parvenus à identifier ses parents...

Le secrétaire à la Défense Crawford fait irruption dans le bureau du directeur Vance pour arrêter Torres et McGee, coupables d'avoir désobéi aux ordres et piraté des dossiers gouvernementaux confidentiels. Vance somme alors ses agents de s'expliquer. Torres se confie sanas attendre sur les récents événements...

Le lieutenant Johnson vient d'échapper à un tueur à gages, Peaches, arrêté dans ses quartiers. Le NCIS met en scène sa mort et oblige Peaches à porter un micro pour faire tomber Deegan, le commanditaire du meurtre, en échange de son immunité. Le lieutenant Johnson, pourtant sous protection, est empoisonné...

Lily, 9 ans, est retrouvée dans un hangar d'une base de la NAVY. Son ADN révèle qu'elle est la fille de Morgan Burke, une jeune recrue disparue dix ans plus tôt alors qu'elle était enceinte. Le bureau du shérif avait conclu à un suicide. Lily dit sa mère et elle étaient détenues dans une cave...

McGee retourne dans son lycée pour récupérer son vieil ordinateur afin d'apprendre l'informatique à ses enfants. Mais lorsqu'il l'allume, l'ordinateur se connecte à un site de chat en ligne où apparaissent les messages d'un inconnu. Plus tard, un homme s'introduit chez lui pour lui voler l'ordinateur...

Ewing s'apprête à franchir l'équateur. Les analyses révèlent qu'Allston a succombé à une overdose. Il aurait pris une drogue de synthèse appelée Tri-Shot. Le second-maître n'avait aucun antécédent de toxicomanie, ce que confirme Kendra, sa soeur. De son côté, Torres doit encadrer trois jeunes gens...

Le second maître Logan Braddish a été retrouvé mort dans la forêt, apparemment victime d'une attaque d'ours. Palmer reçoit la visite de son beau-père, Ed, qui lui demande de valider la thèse de l'attaque de l'animal. Ed dévoile à Palmer que c'est lui qui a maquillé la mort du jeune homme...

C'est le dernier jour de Ducky au NCIS. Un plongeur en mission à bord du sous-marin USS Memphis meurt au cours d'un exercice de plongée. Bishop et Gibbs enquêtent à bord quand le sous-marin plonge soudain et passe en silence radio. Le capitaine a reçu l'ordre du Pentagone de faire feu sur la flotte russe...

Nick Torres se réveille à bord d'un bateau de pêche, le corps couvert de sang, n'ayant aucun souvenir des douze heures précédentes. L'équipe du NCIS l'aide à reconstituer la chronologie des événements qui l'ont amené là. Ses analyses de sang révèlent qu'il a été drogué au cours de sa séance de sport...

Gibbs et son équipe du NCIS sont à la recherche d'un tireur isolé : un hôpital de la Navy a été placé en confinement. L'homme, tout habillé de noir, ne semble pas posséder de signes physiques particuliers. Sloane, discrète sur ses motivations, refuse de collaborer avec le reste de l'équipe...

Des restes humains sont découverts sur un chantier immobilier à New York. L'équipe du NCIS découvre qu'il s'agit du corps du major de la marine, Ellen Wallace, qui avait été tué 18 ans auparavant dans l'attaque du 11 septembre 2001 contre le Pentagone. Fille d'une légende de l'Armée, Ellen Wallace était surtout l'ex fiancée de Gibbs. Cette découverte va raviver de vieilles blessures...

Kasie résout un meurtre vieux de trente ans grâce à des ADN récemment intégrés dans le système. Mais un vice de procédure pourrait malheureusement entraîner la libération du suspect. McGee, de son côté, visite une entreprise de la Silicon Valley qui lui a offert un poste plutôt bien payé...

Les agents du NCIS trouvent un compte bancaire secret du gouvernement, qui finance un réseau national de justiciers. Ils découvrent également d'autres cas où des suspects ayant bénéficié de vices de procédure ont été exécutés. Gibbs est la cible de tirs...

L'équipe enquête sur le meurtre du sergent d'artillerie de marine Richard Wilson, qui a été considéré comme un héros de guerre pour ses mission à l'étranger. Gibbs demande quelques conseils au docteur Confalone, après avoir abandonné l'équipe sur une scène de crime...

Fornell, ancien agent du FBI, supplie Gibbs de faire tout ce qui est nécessaire pour faire tomber les trafiquants de drogue et les fournisseurs dans la région, après que sa fille, Emily a été hospitalisée pour une overdose de drogue aux opioïdes. Durant l'enquête Gibbs est hanté par le fantôme de son ex-femme, Diane Sterling, qui est aussi la mère d'Emily...