Un mese dopo il rapimento del direttore Vance, a Gibbs è stato assegnato il ruolo di direttore; in sua assenza la squadra è concentrata alla ricerca del suo leader in tutto il mondo. Riescono a vedere, dal notiziario in TV, che Vance ha aiutato i suoi rapitori a rapinare una banca. Grazie a una riflessione di Torres, Kasie informa Gibbs che ha delle novità: infatti è riuscita a capire che Vance gli ha lasciato un messaggio in codice, sbattendo gli occhi solo a cinque parole. Intanto Kayla, la figlia di Vance, viene attaccata mentre si trova a un bar con il suo agente di scorta, che viene ucciso da uno sparo. Fortunatamente Gibbs riesce ad intervenire in tempo, grazie al messaggio lasciato da Vance (Kayla: le iniziali delle parole trovate da Kasie), mettendo Kayla al sicuro.

Il tenente Davis Mooney viene ritrovato morto ormai decomposto nella vasca d'idromassaggio da due ragazzi. Mentre il direttore Vance si concede un congedo amministrativo con i suoi figli, la squadra capitanata da Gibbs interroga il vicinato, che ha un atteggiamento strano. Da un interrogatorio scoprono che la famiglia Reynold era stata derubata due settimane prima del ritrovamento, ma il tentativo non è andato a buon fine perché è stato sventato dal vicino Gary. La squadra chiama dal Porto Rico l'ex moglie del tenente, di ritorno per l'avvenuto, la quale racconta che Davis scriveva libri e che ultimamente si era dedicato ad una ricerca su una vecchia indagine dove erano morte 9 persone ed ad ogni persona gli era stato staccato un dente e nell'indagine era coinvolta sua cugina.

Due fidanzati stanno compiendo dei furti di pacchi consegnati dal postino, la ragazza curiosa di cosa ci fosse dentro a quei pacchi decide di aprire quello appena rubato, che era davanti alla casa del Primo Ufficiale Todd entrato nella marina appena da due mesi. Appena lo apre esplode uccidendo sia lei che il suo ragazzo. La mattina alla squadra viene detto che per dei ordini della Corte Suprema non è più possibile localizzare dei cellulari dei sospettati a meno che non ci sia un mandato. La squadra si reca sulla scena dell'omicidio ed interroga il signore Todd che gli dice che non saprebbe chi fosse stato a inviare il pacco, però ha un sospetto riguardo a sua moglie Sheba, perché lui le aveva richiesto il divorzio e lei non lo accettava. Sheba è un personaggio famoso, perché fa parte del cast del programma Real Wives of War.

Due rangers della North Carolina stanno inseguendo una persona alla guida di una Mustang blu che ha rubato 350.000$, uno la insegue da nord, mentre l'altro da sud. L'auto andando a 60 chilometri orari più veloce, semina i due poliziotti, che però notano che era andata fuori dalla strada in campagna. Procedendo verso le impronte della macchina la individuano, però all'interno non c'era nessuno. Mentre ispezionano l'auto, vedono partire un aereo e leggendo il cartello vedono che era entrato in un aeroporto della marina e in quell'aereo c'era proprio il rapinatore. I due decidono di chiamare l'NCIS. L'aereo era diretto alla Base di Andrews, dove fra 20 minuti sarebbe atterrato. Nel frattempo Gibbs è in vacanza nella sua baita, dove c'è Phil Brooks, che gli ha dato una mano a costruire la barca e dopo viene l'ex agente Tobias, perché non hanno posto dove dormire.

Due ragazzi stanno abbattendo una parete per creare il loro ristorante vegetariano, ma quando spostano l'armadio trovano una lettera inviata nel 1970. I due ragazzi vanno dalla vecchia proprietaria di quel negozio e a cui era indirizzata la lettera, che rimane commossa. Nel frattempo Kasie ottiene un contratto a tempo indeterminato. La signora va dall'agente Gibbs e gli chiede se può riaprire un'indagine sulla morte di suo marito il primo tenente Daniel Hall durante la Guerra in Vietnam. Colui che l'ha ucciso sembrerebbe essere stato Ray Jennings, che sconta l'ergastolo per aver commesso Fragging. In quella tragedie vi è anche un testimone oculare l'ex colonnello Thomas Fletcher. La moglie porta a Gibbs varie cassette di registrazione, perché lui non scriveva lettere ma registrava il messaggio in delle cassette e gliele spediva.

Dopo il furto di un'opera d'arte di un'artista di strada, le indagini dell'NCIS portano a una cospirazione che coinvolge una compagnia militare privata e la sicurezza dei mammiferi marini.

McGee e Bishop si recano in Afghanista dopo che un caso di omicidio negli States viene collegato a un gruppo di soldati uccisi oltreoceano da "fuoco amico". Kasie lascia il laboratorio e accompagna Torres nelle indagini sul campo.

Quando il principale sospettato di un caso di rapina irrisolto e di alto profilo viene rilasciato dal carcere, il team NCIS riprende le sue indagini con un picchettamento sotto copertura.

I piani per le vacanze della squadra vengono sospesi quando le indagini sull'omicidio di un veterano della Marina includono la scoperta di un neonato che non ha identità e non ha legami apparenti con una famiglia.

Il segretario alla Difesa degli Stati Uniti, Wynn Crawford, chiude le indagini sull'omicidio di Gibbs e chiede che gli agenti speciali McGee e Torres vengano arrestati per le loro azioni nel caso.

Un vecchio amico di famiglia, il caporale dell'esercito John Sydney, supplica Gibbs di unirsi a lui in un viaggio per cercare un documento di identità militare scomparso. braccialetto. Inoltre, un tenente della Marina nella custodia protettiva dell'NCIS viene avvelenato da un famigerato spacciatore.

Dopo che un bambino di 9 anni malnutrito e confuso viene trovato nascosto in un magazzino, l'NCIS riapre un vecchio caso di persone scomparse quando si ritiene che la ragazza sia la figlia di una recluta della Marina che è scomparsa 10 anni fa. Inoltre, Bishop scopre che l'agente speciale Ziva David ha continuato a occuparsi del caso molto tempo dopo che l'NCIS ha smesso ufficialmente di indagare.

McGee visita a malincuore il suo liceo dopo che l'esclusiva password del computer che ha usato da adolescente è legata all'omicidio di un appaltatore del dipartimento della difesa. Il caso si intensifica quando un intruso irrompe nella casa di McGee nel tentativo di rubare il suo arcaico computer del liceo.

Il team dell'NCIS indaga su un uomo in mare che ha subito un incidente mortale da un cacciatorpediniere della Marina. Inoltre, Torres è frustrato per l'incarico di Vance di guidare tre studenti delle scuole superiori.

Jimmy è diviso tra famiglia e lavoro dopo che suo suocero, Ed, gli chiede di manomettere le prove delle attuali indagini sull'omicidio dell'NCIS. Inoltre, il compagno di poker di Ed, Anthony DiNozzo, Sr., si offre di aiutare con il caso.

Il Pentagono informa il Direttore Vance Gibbs e Bishop sono a bordo di un sottomarino per condurre un'indagine per omicidio, e che il sottomarino nucleare è entrato in modalità sileziosa.

Torres si affida alle capacità investigative della sua squadra dopo essersi svegliato su un peschereccio fatiscente, coperto di sangue e incapace di ricordare le ultime 12 ore.

A seguito di un fermo sparatutto attivo in un ospedale navale, la squadra dell'NCIS cerca un sospetto fuggito dalla scena. Inoltre, qualcuno del passato di Sloane era all'interno dell'ospedale ed è un testimone chiave nel caso.

In un cantiere vengono trovati i resti di un marine. La squadra scopre che quel corpo apparteneva al maggiore Ellen Wallace, ritenuto una vittima del disastro dell'11 settembre al Pentagono.

Viene riaperto dall'N.C.I.S. un vecchio caso irrisolto risalente al 1989. Alcuni bambini furono avvelenati da dei gelati e uno di loro morì.

Dopo aver trovato un account governativo segreto per finanziare una rete giudiziaria nazionale al di fuori della legge, la squadra deve determinare chi è il giudice e chi è la giuria.

Il team indaga sull'omicidio di un sergente, eroe di guerra per aver catturato un famoso terrorista. Gibbs si rivolge alla dottoressa Grace Confalone dopo aver agito contro le sue regole e per aver abbandonato la sua squadra durante l'indagine

L'ex agente dell'FBI Tobias Fornell chiede a Gibbs di trovare gli spacciatori e i fornitori di droga nell'area del campus universitario dopo che sua figlia, Emily Fornell, si ritrova in ospedale per overdose. La ragazza è diventata tossicodipendente. Gibbs è ossessionato dall'omicidio che ha commesso trent'anni fa, diventando una sorta di giustiziere.