Au décès d'un officier Commandant de Marine, les agents spéciaux de l'équipe d'intervention de la NCIS -la Naval Criminal Investigate Service-, Leroy Jethro Gibbs, Tony DiNozzo, et Ducky Mallard, se lancent dans l'enquête, ce qui ne semble guère au goût de T.C., l'agent du FBI chargé des investigations au sujet de cette mort suspecte.

Un groupe de jeunes gens est dérangé par des coups de feu, et assiste au naufrage d'un bateau sur la plage. Pendant ce temps, l'équipe du NCIS est prévenue que le corps d'un capitaine vient d'être retrouvé au large des côtes. L'équipe ne tarde pas à faire le lien entre ce meurtre, et celui de deux hommes mêlés à un trafic de drogue. Gibbs reste cependant sceptique quant à l'implication d'un capitaine dans une affaire aussi douteuse...

Alors qu'une femme d'un marine s'apprête à se rendre à l'enterrement de son mari déclaré mort au combat, celle-ci reçoit un appel de celui-ci qui lui annonce être en vie. L'équipe est chargé de vérifier s'il s'agit d'un canular ou si l'homme est toujours en vie...

En Irak, le colonel Ryan supervisait le rapatriement de fonds vers les Etats-Unis. Convaincu d'avoir découvert une conspiration derrière laquelle se cacheraient de puissants organismes secrets, il rentre clandestinement en Amérique. Accusé d'avoir détourné des sommes importantes et de salir la réputation de son pays, il est traqué par le FBI. Appelé à collaborer avec les agents fédéraux, Gibbs, ami et ancien frère d'arme de Ryan, doute de sa trahison...

Ducky et son assistant Gerald sont pris en otages par un inconnu dans la salle d'autopsie. L'homme s'intéresse à Qassam, un terroriste palestinien que Gibbs a récemment dû abattre. Plus particulièrement il a l'intention de faire main basse sur les pièces à conviction de l'affaire. La tension de ce huis clos monte, car Kate est retenue à son tour et Gerald gravement blessé. Lorsque Gibbs comprend la situation, soudain c'est le branle-bas de combat à l'état major du NCIS...

Le NCIS est appelé sur une route de campagne en Virginie pour enquêter sur l'assassinat peu ordinaire de deux lieutenants en permission, qui ont eu les mains sectionnées. En fait, leurs empreintes sont nécessaires pour entrer sur leur lieu de travail : un terrain d'essai pour des armes militaires ultra sophistiquées et classées secret défense. Mais, avant tout examen préalable, la voiture des victimes explose au nez de l'équipe. Quelqu'un vise spécialement Gibbs et le NCIS, qui sollicitent l'appui du FBI. Justement, Ari Haswari, l'agent double du Mossad, est de retour...

Alors que le service est sous le choc de la mort brutale de Kate, l'équipe de Gibbs doit impérativement mettre la main sur le responsable, Ari Haswari. Tom Morrow est remplacé à la direction par Jenny Shepard, une ancienne conquête de Gibbs. La traque de l'agent double, Ari, va mettre tous les membres de l'équipe à rude épreuve. D'ailleurs, un agent spécial est détaché du Mossad pour remplacer Kate, Ziva David...

Le SecNav Clayton Jarvis est tué et l'ancien directeur de NCIS Tom Morrow blessé dans l'explosion d'une bombe. L'équipe découvre que quelqu'un tente de les éliminer un par un. Gibbs se rend à Téhéran afin de rencontrer un informateur. Enquêtant sans insignes, Tony s'envole pour Tel Aviv alors que McGee tente de découvrir l'origine de la bombe.

Gibbs et l'agent du FBI Fornell s'unissent après que 2 prisonniers britanniques, incluant un ancien espion, s'échappe et arrive aux Etats-Unis via un conteneur d'expédition. Pendant ce temps, McGee est occupé à trouver un appartement et à savoir comment DiNozzo a obtenu son somptueux appartement