Tony (Michael Weatherly) wird nach seinem Undercover-Einsatz schwer verletzt ins Krankenhaus eingeliefert. Infolge eines Traumas leidet er unter Gedächtnisverlust. Doch während er versucht mit Hilfe einer Therapeutin die letzten Monate zu rekonstruieren, gerät er unter Verdacht einen seiner NCIS-Kollegen ermordet zu haben. Gibbs stößt (Mark Harmon) bei seinen Nachforschungen auf eine geheime Einrichtung zur Überwachung von Spionen.

Der junge Marine Tommy wird nach seiner Heimkehr aus dem Irak ermordet. Gibbs (Mark Harmon) und sein Team stellen Nachforschungen bei seiner Pflegefamilie an und stoßen dabei auf Hinweise, dass seine Stiefschwester Lindsey ebenfalls in Gefahr schweben könnte.

Navy Lieutenant Paul Booth wird erschossen in einem Park aufgefunden, nachdem er sein ganzes Kapital auf das Bankkonto seiner Frau überwiesen hat. Das NCIS-Team stößt bei den Ermittlungen auf ein geheimes Rüstungsprojekt, an dem der Tote beteiligt war. Dieser nahm auch Kontakt mit McGees Großmutter Penelope (Lily Tomlin) auf, die früher an dem Projekt gearbeitet hat und nun ebenfalls in Lebensgefahr schwebt.

Nach einem tödlichen Autounfall vor dem Weißen Haus, stellt sich heraus, dass es sich bei dem Toten um einen Auftragskiller handelt, dem mindestens fünf Morde zur Last gelegt werden. Gibbs (Mark Harmon) und sein Team entdecken bei ihren Nachforschungen, dass es der geheimnisvolle Killer eigentlich auf Navy-Offizier und Pentagon-Vertreter Geoffrey Brett abgesehen hat. Die Situation spitzt sich weiter zu, als plötzlich dessen Finanzberater ermordet wird

Beim Entladen eines Schiffes wird ein Offizier der Küstenwache von einem Unbekannten erschossen. An Bord finden Gibbs (Mark Harmon) und das Team eine libanesische Kleinfamilie vor, die unter Deck in einem der Räume eingeschlossen wurde. Die Familienmitglieder behaupten, politische Flüchtlinge zu sein. Doch dann stellt sich heraus, dass das Familienoberhaupt in Kontakt mit einer Terrorgruppe steht.

Der Reserve Offizier James Sims wird tot aufgefunden. Dieser hatte zuvor Ecstasy konsumiert und anschließend eine so große Menge an Wasser getrunken, dass er innerlich geradezu ertrunken ist. Doch das Ecstacy wurde ihm von jemand Fremdes ohne seinen Willen verabreicht. Kurz nachdem Gibbs (Mark Harmon) und das Team die Nachforschungen in dem Fall übernehmen, bekommen sie es mit einer zweiten Leiche zu tun, die auf dieselbe Art und Weise umgebracht wurde.

Gibbs (Mark Harmon) und sein Team untersuchen die Ursache eines Flugzeugabsturzes. Mit dem Flugzeug wurden die Särge von gefallenen Soldaten in die USA transportiert. Doch einer der Särge ist leer. Darin sollte sich die Leiche von First Lieutenant Gabriela Flores befinden, die als Mitglied einer Spezialeinheit bei dem Aufbau einer Mädchenschule in Afghanistan geholfen hat.

In Afghanistan finden Gibbs (Mark Harmon) und Ziva (Cote de Pablo) Hinweise darauf, dass sich Lieutenant Gabriela Flores in der Gewalt von Fanatikern befindet. Diese wollen sie am Aufbau einer Mädchenschule hindern und haben bereits einen Anschlag auf die Schule verübt. Gibbs gelingt es die Verantwortlichen festzunehmen, doch eine Spur führt zurück in die USA.

Als die Leiche von Lieutenant Massey in einem Mietwagen gefunden wird, gerät Tonys Vater (Robert Wagner) unter dringenden Tatverdacht. Dieser kann sich jedoch nicht an die letzte Nacht erinnern. Obwohl alle Indizien gegen seinen Vater sprechen, ist Tony (Michael Weatherly) von dessen Unschuld überzeugt. Doch er wird von dem Fall abgezogen. Anscheinend haben Tony Sr. und der Tote an einem gemeinsamen Projekt gearbeitet, bei dem es zwischen den beiden einen heftigen Streit gegeben hat.

Navy Captain Jake Marsden wird tot in einem Hotelzimmer aufgefunden. Doch wie Gibbs (Mark Harmon) und sein Team herausfinden, hat es der Killer eigentlich auf seine Partnerin Lieutenant Emma Reynolds abgesehen, die jetzt unter Schutz des NCIS steht. Sie ist hochschwanger und erwartet ein Kind von einem mittlerweile verstorbenen Freund aus Afghanistan.

Nach dem Mord an einem Navy-Offizier stellt sich heraus, dass eine unbekannte Blondine vom Tatort geflüchtet ist. Bald schon wird klar, wer die Unbekannte ist: E.J. Barrett (Sarah Jane Morris). Die Agentin suchte bei dem Ermordeten Hilfe, denn sie glaubt, dass man sie umbringen will. Tony (Michael Weatherly) bringt sie ein Safe House, doch sind die beiden dort wirklich sicher?

Gibbs (Mark Harmon) und sein Team untersuchen den Mord an der Navy-Offizierin Maya Burris. Diese wurde zuletzt mehrmals im Mittleren Osten eingesetzt und hat sich dort mit gefährlichen Extremisten eingelassen. Ziva (Cote da Pablo) befindet sich derweil im Gefühlschaos. Soll sie den Heiratsantrag ihres Freundes annehmen?

Gibbs wird angeschossen. Der Täter ist der Sohn von Michael Rose. Gibbs hatte Rose senior kurz zuvor des Mordes überführt. Rose war in einer verzweifelten finanziellen Lage und hat sich deshalb auf krumme Geschäfte eingelassen. Sein Sohn ist völlig außer sich, weil Gibbs seinem Vater nicht helfen wollte...

Ein Navy-Offizier und ein Blumenhändler werden in dessen Laden erschossen. Beide gehörten der "Real Life Superhero"-Bewegung an, einer Art Bürgerwehr, die in Vierteln mit hoher Kriminalität für Ordnung sorgt. Das NCIS-Team ermittelt unter den Möchtegern-Superhelden und wird dabei von der Journalistin Wendy Miller unterstützt, mit der Tony früher verlobt war.

Robert Banks, ein hochgeachteter Psychologe, der für eine Geheimabteilung des Pentagons tätig war, wird erhängt in seinem Haus aufgefunden. Dr. Cranston, eine Freundin und seine Ärztin, ist erschüttert und überzeugt, dass sich Banks niemals umgebracht hätte. Bei seinen Ermittlungen lernt Gibbs auch Cranstons Kollegin Samantha Ryan kennen, die ebenfalls gut mit Banks bekannt war.

Chief Petty Officer Wiley stirbt an extremem Herzversagen. Jemand hat per Fernsteuerung seinen Herzschrittmacher manipuliert. Der Waffenhändler Agah Bayar scheint in die Sache verwickelt zu sein.

Auf Jarvis wird ein fingiertes Attentat verübt. Mit dem Manöver will die Navy Phillip Wickes aus der Reserve locken: Jarvis vermutet, dass sein alter Freund in eine Erpressung verwickelt ist.

In Baltimore wird die Leiche eines Navy-Seemanns gefunden. Vances Schwager Michael wird aufgegriffen, als er sich Blut von Jacke und Händen waschen will. Da er kein Alibi hat, gerät er unter Verdacht.

Die Leiche eines Marine Offiziers fällt buchstäblich vom Himmel. Eine Blutspur an einer Münze, die bei der Leiche gefunden wird, führt Tony (Michael Weatherly) und Ziva (Cote de Pablo) nach Kolumbien, wo sie bei der Suche nach der vermissten Navy Befehlshaberin Theresa Wade (Sarah Hudson) helfen. Wade war dort in einer Schutzimpfungs-Mission unterwegs. Ihre besorgte Kollegin vermutet, dass sie von einem lokal ansässigen Drogenkartell entführt wurde.

Als ein Brand in einen Lagerhaus in Baltimore verschollene NCIS-Dokumente ans Tageslicht bringt, die eine potenzielle Gefahr darstellen, schließt sich das NCIS-Team den Ermittlungen der örtlichen Polizei an. Dabei muss Tony (Michael Weatherly) mit einem Ermittler zusammenarbeiten, mit dem er eine schwierige Vergangenheit teilt.

Bei den Untersuchungen eines Schiffsbrandes auf der U.S.S. Brewer findet das NCIS-Team Beweise für einen Bombenanschlag. Als ein ähnlicher Sprengkörper auf einem Navy-Schiff bei Neapel gefunden wird, reisen Tony (Michael Weatherly) und Ziva (Cote de Pablo) sofort dorthin. Mit Unterstützung des NCIS-Agenten Stan Burley (Joel Gretsch ) machen sie sich auf die Suche nach dem gefährlichen Bombenleger.

Die Suche nach Harper Dearing (Richard Schiff), den Gibbs zum meistgesuchten Flüchtig des NCIS erklärt hat, nimmt eine kuriose Wende, als in Agent Dornegets (Matt Jones) Zahnimplantat eine High-Tech-Wanze gefunden wird. Unter Hochdruck versucht das NCIS-Team mit Hilfe von Dornegets Zahnarzt den Bombenleger aufzuspüren, doch dann meldet dieser sich persönlich mit einer bitterbösen Botschaft.

Harper Dearing (Richard Schiff) holt zum großen Vergeltungsschlag gegen das NCIS aus. Gibbs' Team ist dem Bombenleger dicht auf den Fersen. Mit Hilfe von Dr. Ryan (Jamie Lee Curtis) versucht Gibbs (Mark Harmon) ihn in die Falle zu locken, doch Dearing ist ihnen einen Schritt voraus:...