El equipo de NCIS investiga la muerte de Kate mientras Gibbs se emplea en poner fin al reinado de Ari en sus terroríficos montajes. Ziva se presenta como nuevo agente y compañero del equipo de investigación criminal. Por su parte, el director del equipo de NCSI ascenderá a Gibbs y él abandonará el cargo que hasta ahora había ostentado.

Gibbs sigue sufriendo los estragos que Ari ha provocado en el equipo de NCSI. El investigador no para de recordar todas las imágenes que rodearon la muerte de Kate, ya que piensa que ahí está la clave para detenerle Mientras, Ducky será engañado por el terrorista fuera de las horas de servicio. Gibbs, por otra parte, sigue investigando la conexión entre Ziva y Ari.

El gobernador de Virginia obliga a Gibbs a tratar con un asesino en serie tres días antes de su ejecución para que éste revele dónde escondió los cuerpos de sus víctimas. Gibs, que ayudó a capturar a este hombre una década antes, sabe que el asesino no cooperará. Sin embargo, un golpe de suerte les trae algo de información importante y con eso y la colaboración de todo el equipo, pronto darán con el lugar donde los cuerpos podrían haber estado.

Gibbs y su equipo acuden al cementerio después de ser avisados de un extraño hallazgo. Un hombre fallecido recientemente ha sido enterrado en una de las tumbas de la época de la guerra civil. El equipo de NCSI descubrirá que el cadáver es de un sargento, y que según los datos que ha revelado la autopsia, fue enterrado vivo. El teléfono móvil que se encontró cerca de la víctima revelará parte de las causas de este asesinato.

Por otra parte, la agente David se incorporará como un miembro más del equipo, según informa la directora Shepard a Gibbs.

El equipo de NCSI investigará un supuesto caso de robo de identidad. Todo comienza cuando descubren el cadáver de un agente en su propio coche, al que han prendido fuego. Pronto descubrirán que el propio agente cambió su identidad con la de un amigo que se dedicaba a transportes ilegales.

Gibbs y su equipo se enfrentarán a un nuevo caso en el que deberán investigar el asesinato de la mujer de un infante de la Marina. Un vídeo, en el que se ve cómo la víctima es asesinada, se está distribuyendo por Internet. La investigación dará pronto resultados y descubrirán que dos esposas de militares ofrecen sexo por Internet durante una misión iraquí. Gibbs intentará buscar una conexión entre ambas partes.

Un niño de 6 años acude al equipo de NCSI para denunciar el secuestro de su padre, antiguo colaborador de la Marina. Gibbs, con la ayuda del muchacho y de su equipo, pronto descubre que el hombre se encuentra en una misión altamente secreta y es el único que conoce las claves.

Hallan los cuerpos de dos asesinos a sueldo en el mar. Tony y Ziva adoptan la identidad de los fallecidos para investigar quién era su objetivo. Gibbs, mientras, descubrirá que su equipo no es la única agencia federal que está llevando el caso. Tony y Ziva irán a un hotel aparentando ser el matrimonio delincuente y, mientras fingen una disputa matrimonial, el romanticismo se hace evidente.

Tony es acusado del asesinato de una mujer y el equipo de NCIS inicia una investigación para esclarecer los hechos y liberar a su compañero. Sin embargo, todas las pruebas apuntan a él directamente y el trabajo de Gibbs para liberarle de la culpa no será nada fácil. La ayuda de Abby podría ser fundamental para limpiar la imagen de DiNozzo.

McGee mata a un agente de la policía secreta durante un acto de servicio. La directora Shepard decide alejar a Gibbs y a su equipo del caso y ponerlo en manos de la policía, decisión que provocará la ira de su mano derecha. Mientras, Tony deberá enfrentarse con su pasado tras recibir una llamada telefónica.

Una supermodelo muere durante el transcurso de un reality show. El equipo de NCSI investiga si fue un suicidio, como las pruebas indican, o hubo alguien más detrás de su muerte. Al indagar en los hechos, los investigadores descubren un triángulo amoroso que puede haber sido el desencadenante de final fatal.

Todos los esfuerzos de Gibbs y el equipo de NCSI en este capítulo estarán concentrados en salvar a dos de sus compañeros: Tony y Ziva. Ambos desaparecieron mientras investigaban un caso de armas de contrabando en un astillero. La desesperación llegará cuando Abby descubra por el GPS incorporado en los teléfonos móviles de los agentes que se encuentran fuera del estado.

Una comandante de la Marina ha sido secuestrada mientras permanecía a cargo de un envío de armas nucleares. El equipo de NCSI deberá seguirle la pista a través de una llamada desde su teléfono móvil. La principal misión de los agentes será evitar que los secuestradores den con el paradero de las armas.

Gibbs se enfrenta al asesinato de dos mujeres, ambas esposas de infantes de Marina. Los resultados de la investigación determinan que el móvil de los crímenes podría ser racial. Según las pruebas, otra joven y su bebé podrían estar ahora en el punto de mira del criminal, al que el equipo deberá dar caza antes de que sea demasiado tarde.

El equipo de NCIS se enfrentará a un turbio caso de mercancía automovilística ilegal. Todo comienza cuando Gibbs, acompañado de su equipo, halla en el interior de un local ilegal la cabeza de un marine. Los resultados de la investigación sorprenderán a todo el equipo cuando descubran que el local está gestionado por oficiales de la Marina.

Gibbs y su equipo deberán investigar la explosión de una ambulancia que transportaba los restos de un marine fallecido en un accidente de coche. Mediante un exhaustivo estudio de ADN, el forense determina que los restos no pertenecían al marine. Todo apunta a que la familia del supuesto fallecido tiene algo que ocultar.

Un grupo de jóvenes que se dispone a disfrutar de la naturaleza acampando en un bosque, descubre una chapa con la identificación de un marine. Tras estudiar el lugar, Gibbs relaciona el caso con la terrible acción de un asesino en serie cuyas víctimas, siempre mujeres, son torturadas antes de ser asesinadas.

El equipo de NCIS se enfrentará a un complicado caso entre adolescentes. Un joven mantiene secuestrados a los alumnos de un instituto y amenaza con hacer estallar una bomba. Gibbs y Tony actuarán directamente para resolver este secuestro. Mientras, desde el exterior de la escuela, el resto del equipo deberá controlar la situación.

El cuerpo de un marine aparece en un lago congelado, y el equipo de NCIS deberá esclarecer las causas de la muerte. Cuando van a investigar el lugar donde han aparecido los restos del marine, se llevan la desagradable sorpresa de que hay tres cuerpos más con heridas de balas. Pero, tras descubrir durante las autopsias tatuajes similares en los cuatro hombres, los componentes del equipo de NCIS hallarán la conexión del marine con una banda callejera.

El equipo investiga el suicidio de una mujer que trabajaba en el Pentágono y que podía tratarse de una espía. Después de analizar las pruebas, Gibbs se dará cuenta de que la joven no estaba sola en el momento de su muerte. El NCSI utilizará todos sus medios para coger al asesino y desenmascarar a todo aquel que esté inmiscuido en este asunto gubernamental.

Esta vez, el equipo de NCSI deberá emplearse en proteger a uno de sus miembros. Abby esta siendo acosado por alguien que incluso le ha llevado al borde de la muerte. Mientras está en el laboratorio, Abby respira algo contaminante que le ha podido matar. EL NCSI al completo deberá trabajar a contrarreloj, ya que temen que el acosador pueda asesinar a Abby.

Gibbs resulta gravemente herido en una explosión terrorista. Todo su equipo recibe la noticia con sorpresa y preocupación, pero son conscientes de que deben dejar sus sentimientos a un lado para realizar una efectiva investigación. Mientras, Gibbs, durante su convalecencia, es presa de sus propios recuerdos del pasado que tanto tiempo le costó desechar de su memoria.

Gibbs sigue convaleciente tras ser víctima de un atentado terrorista. Su equipo, tras una ardua investigación, averigua que los terroristas planean un nuevo ataque, quizá de las mismas dimensiones del 11-S. Gibbs es el único que de verdad tiene información eficaz acerca del caso, pero tras la explosión sufre amnesia temporal de parte de sus recuerdos. El NCIS al completo trabajará para frenar los objetivos de los terroristas.