Toujours soudée, l'équipe de l'agent spécial Leroy Jethro Gibbs multiplie les enquêtes. Les dossiers sensibles s'enchaînent : un télé-opérateur assiste à un meurtre par téléphone, l'épouse et la fille aveugle d'un soldat sont enlevées, un Marine avoue qu'il a tué ses camarades, soixante ans plus tôt. Autant d'investigations délicates qu'il s'agit de mener en toute objectivité.

A inizio stagione il giovane ed inesperto Timothy McGee, già apparso in alcuni episodi della prima stagione, diventa un membro fisso del team di Gibbs, mentre a Ducky si affianca Jimmy Palmer. L'arco narrativo di questa stagione è ancora legato ad Ari Haswari e ai suoi intrighi. Durante il corso della vicenda l'agente del Mossad non appare fino all'ultimo episodio, in cui dopo aver attaccato la squadra del NCIS, e dopo essersi rivelato un traditore, tende un agguato a Kate, uccidendola con un colpo di fucile.

De andlöst spännande och pulshöjande actionäventyren fortsätter med elitstyrkan av specialagenter som verkar utanför militärens befäl. Styrkan leds av specialagent Leroy Jethro Gibbs (Mark Harmon), en tuff och mycket skicklig utredare, som inte tvekar att rucka på regler för att lösa fallen.