En explosion vid ett evenemang i DC som leder till ett offer som är kopplat till byrån ändrar Parsons perspektiv på Gibbs och NCIS-teamet. Under tiden undersöker DiNozzo (Michael Weatherly) och McGee (Sean Murray) saken som civila utan brickor, trots brottets farliga koppling till var och en av dem, i den elfte säsongens premiäravsnitt.

Tony, fast bestämd för att hitta Ziva, letar ledtrådar i Israel på jakt efter hennes nuvarande läge. Under tiden fortsätter Gibbs och teamet jakten på Parsa och hans växande terroristnätverk.

NCIS-teamet måste förlita sig på Twitter i ett fall som involverar en försvunnen löjtnant i flottan. Under tiden tappar McGee bort sin bricka, men håller inne informationen från Gibbs och myndigheterna.

Gibbs och McGee reser till Afghanistan när ett mordfall leder dem till ett afghanskt kvinnohem som Mike Frank har stött i hemlighet i flera år.

DiNozzo återvänder till tiden som polis i Baltimore när han ser en brottsmisstänkt från ett femton år gammalt fall på NCIS brottsplats för en mördad underofficer.

NCIS går ihop med Coast Guard Investigative Service (CGIS) för att undersöka en misstänksam explosion ombord på en oljerigg. Under tiden är ingen säker från en mystisk upptågsmakare med sikte på NCIS-teamet.

Efter att Gibbs lämnar mitt i ett fall för att hjälpa sin pappa återuppta kontakten med en tidigare krigspilot, grälar Tony och McGee över vem som ska leda teamets mordutredning av en sergeant i marinkåren.

NCIS-teamet tvingas ompröva ett mordfall från en smitningsolycka när en advokat och tidigare FBI-agent berättar för Gibbs i anförtroende att hennes klients konfidentiella alibi står sig. Samtidigt blir McGee allt mer misstänksam mot Tonys konstiga beteende.

Efter att ha upptäckt att marinministern blev avlyssnad under en hemligstämplad briefing, ansluter sig NSA:s analytiker Eleanor "Ellie" Bishop, som förutspådde säkerhetsrisken i detalj två år tidigare, med NCIS-teamet för fallet.

Komplikationer uppstår när NCIS-teamet upptäcker en koppling mellan ett mordoffer och Gibbs och agent Fornells exfrus nuvarande pojkvän. Under tiden anpassar sig NSA:s analytiker Ellie Bishop till att vara med i NCIS-teamet.

Efter att en mystisk sjukdom drabbar barn från familjer i militären undersöker Gibbs och teamet orsaken. Under tiden samarbetar Abby och Jimmy med flottans medicinska forskningscenter för att fastställa sjukdomen, allt i hopp om att leverera ett botemedel innan jul.

När en stulen drönare kopplas till den svårfångade terroristen Parsa samarbetar NCIS-teamet med försvarsdepartementet, inklusive Gibbs tidigare flickvän Hollis Mann, för att spåra anordningen innan den används för en storskalig attack.

I ett försök att hitta terroristen Parsa spårar Gibbs och NCIS-teamet ner en av hans anhängare med hjälp av bevis från drönarattacken. Under tiden kämpar en känslomässigt skakad McGee med incidentens efterdyningar.

Mordet på en hamnmyndighetsofficer avslöjar var Parsa möjligen befinner sig, medan teamet fortsätter sin outtröttliga jakt. Samtidigt avslöjar Bishop sitt tidigare samröre med den svårfångade terroristen.

Efter att ha upptäckt dåliga skottsäkra västar i en lastbil fylld med varor stulna från marinkåren, försöker NCIS-teamet hitta både källan och alla västar som har skickats till militärpersonal utomlands.

När DiNozzo konfronterar en man som uppträder som en officer i marinen dras vapen och förövaren dödas. Den efterföljande utredningen avslöjar att det enda ögonvittnet är DiNozzos far, som är i staden för att avslöja en hemlighet för sin son, i NCIS 250:e avsnitt.

Efter att en bomb detonerar i omklädningsrummet på en militär välgörenhetskonsert måste NCIS-teamet avgöra om målet var en före detta rockstjärna från 80-talet eller om bomben var en del av någonting större. Under tiden förbereder Jimmy sig för faderskap.

Gibbs och agent Pride jagar ledtrådar i New Orleans efter att bevis pekar på en efterapare av den ökända Privilegierade mördaren. Under tiden skickar Bishop en speciell souvenir till DiNozzo från Crescent City, medan DiNozzo, McGee och FBI fortsätter att jaga politiska kopplingar till fallet från DC.

Efter att ha återvänt till sitt jobb vid försvarsdepartementet hittar McGees flickvän Delilah ett spår i ett kontroversiellt fall, vilket får henne att vända sig till NCIS-teamet för hjälp. Under tiden pratar McGee med DiNozzo om huruvida han borde be Delilah att flytta in.

Efter att en officer i flottan hittas död på en landsbygdsväg måste NCIS-teamet kontrollera om mordet var resultatet av ett krogslagsmål eller för att han visste för mycket om en attack mot en kvinnlig officer. Under tiden påbörjar DiNozzo och McGee en juicedetox för att rena sina kroppar från föroreningar.

När en fotograf i marinkåren försvinner innan han lämnar sitt vittnesbörd i ett rättsförhör i armén, ​​undersöker NCIS-teamet både det mord han bevittnade såväl som hans nuvarande arbete om hemlösa veteraner i DC-området.

Direktör Vance ger DiNozzo ett specialuppdrag: att ta hem en amirals dotter från Paris, men han måste vända sig till sitt NCIS-team för hjälp efter att han dyker upp på en kontroversiell brottsplats.

NCIS-teamet undersöker om en brand på ett amerikanskt flottfartyg som fungerade som en hemlig interneringsplats för anklagade terrorister var en olycka eller en medveten avledningsmanöver för en rymning. Under tiden reser Gibbs till sitt barndomshem efter nyheterna om sin fars död, i den elfte säsongsavslutningen.