La esposa y la hija de un capitán de la Marina son secuestradas en su propia casa. El hombre que las retiene le pide al marine dos millones de dólares a cambio de sus vidas. Mientras, el capitán permanece secuestrado y controlado vía webcam en su oficina. Gibbs deberá tomar una decisión rápida para poner a salvo a toda la familia.

El NCIS acude a esclarecer el asesinato de una mujer que ha aparecido en estado de descomposición y vestida de novia en una base militar abandonada. La investigación efectuada por Gibbs revela que permaneció presa en un zulo durante unos meses y que falleció tras el corte del suministro de aire. El caso adquiere un nuevo cariz cuando el equipo descubre que existe otra mujer en peligro.

Un helicóptero de la Marina se estrella en un campo de cosecha y Gibbs y su equipo deberán encontrar a los dos pilotos. Cuando encuentran a uno de los copilotos, intentan continuar la investigación hablando con la gente del pueblo. Sin embargo, Gibbs deberá desentrañar las verdades y las mentiras de las historias de alienígenas que corren por el pueblo para encontrar con vida al joven piloto.

El equipo de NCIS acude al lugar donde se ha encontrado el cuerpo de una mujer, vestida de marine, con claros signos de haber sido violada y asesinada. Después de que Ducky analice y estudie los restos mortales de la víctima, Gibbs comienza a notar que su compañero se comporta de forma extraña y reservada. Tras hablar con él, Ducky confiesa que los resultados de las pruebas efectuadas en el cuerpo, y los signos que presentaba la mujer, son idénticos a los que presentó otro cadáver hace diez años y cuyo asesino nunca fue atrapado.

Un veterano de guerra es víctima de un atentado. Sin embargo, y tras lograr salvarse, sigue siendo perseguido por varios terroristas que planean su muerte. El equipo de NCIS, con Gibbs al frente, pide a la agente del FBI Lina Reyes que les deje intervenir en la investigación. Ella se muestra resistente y poco convencida de que otro equipo colabore en este caso. La agente cambiará de opinión cuando descubra el alto riesgo que existe de nuevos atentados terroristas en la ciudad.

Cuando Ernest Yost, un veterano de la II Guerra Mundial, acude al equipo de NCIS, ninguno de sus miembros se imagina lo que este anciano va a explicarles. Tras una reunión con Gibbs, Ernest confiesa que hace 60 años y durante una cruda batalla en Iwo Jima asesino a su mejor amigo. Todo el equipo de NCIS comenzará a investigar esta extraña declaración, mientras intentan evitar por todos lo medios que el anciano sea apresado o que pierda su medalla de honor.

Un comandante de la Marina que se sometía a una operación arde misteriosamente en quirófano. El equipo de NCSI comienza a investigar todos los aspectos del caso, incluso se llegan a plantear dudas esotéricas. Sin embargo, Abby piensa que se trata de un terrible asesinato y trabajará para atrapar a la persona responsable del crimen.

El equipo de NCIS acude al hogar de un infante de la marina después de recibir un aviso. Allí encuentran a la esposa del marine, que ha matado a un hombre que irrumpió en la casa e intento violarla. Gibbs inicia la investigación y descubre que la mujer tenía una doble vida en Internet, donde se refugiaba mientras su marino se encontraba en el mar. También descubrirá que en la red anda suelto un violador y asesino en serie, que utiliza las nuevas tecnologías para encontrar a sus víctimas.

El equipo de NCIS deberá embarcarse en una operación secreta para recuperar una escultura iraquí de gran valor. El problema reside en que el único que conoce el paradero de la obra de arte es un reo que se ha fugado de prisión. Durante la operación, Tony desaparece repentinamente, provocando la incertidumbre en el resto de sus compañeros. Cuando el GPS de Abby deja de localizarle, el caso se transformará en una carrera contrarreloj, ya que su compañero puede encontrarse con el fugitivo.

Gibbs y su equipo acuden a un lado en el que ha aparecido en el fondo el cuerpo sin vida de un marine que desapareció dos años atrás. A su vez el equipo de NCIS aceptará que colabore con ellos un detective privado, que insiste en hacerlo a cambio de facilitarles información. El transcurso de la investigación cambiará repentinamente cuando encuentren una bala en el coche de la víctima, que convertirá el caso en la búsqueda incesante del asesino.

Un teleoperador relata al equipo de NCIS que, mientras el buscaba nuevos clientes y a través de una llamada telefónica, escucho un posible asesinato de un oficial. Gibbs junto con sus compañeros, trabajarán junto a otros funcionarios de Virginia locales, cuyo modo de trabajar es similar al suyo. Gracias al empleo de técnicas informáticas, Abby y McGee descubren que aquel “ataque” era una broma pesada, pero los descubrimientos posteriores darán un nuevo rumbo a la investigación.

Ducky esta impactado y sorprendido tras averiguar la identidad de tres cuerpos que aparecieron mutilados meses atrás. Las víctimas son el sheriff y el fiscal que intervinieron en un caso sobre un violador y asesino, diez años atrás. Cuando Gibbs se entera de las identidades, sospecha que Ducky y su madre senil pueden ser las próximas víctimas, por lo que ordena al resto de su equipo proteger a su compañero. Sin embargo, durante un descanso, Ducky es secuestrado y Gibbs deberá encontrar al secuestrador, y posible asesino, antes de que sea demasiado tarde.

El equipo de NCIS deberá investigar el asesinato de un marinero. La principal prueba es el testimonio de una mujer que dice haberlo presenciado. Gibbs, ante la falta de pruebas, le pasa el caso a McGee, que piensa que el relato de la mujer es suficiente como para seguir la investigación.

Un marine graba en un vídeo su propio asesinato. La cinta recoge cómo el hombre cae sobre una roca durante un viaje en compañía de su mujer y su mejor amigo. Gibbs interrogará a la esposa y al amigo ya que sospecha que son amantes. Sin embargo, después de reconstruir la cámara, rota durante la caída, la investigación adquirirá un nuevo cariz.

Un camarero, de un club de baile, se encuentra en su cama por la mañana a una mujer que no es con la que se fue a dormir y que además está muerta. El equipo de NCIS investiga sobre esta extraña mujer que ha sido brutalmente asesinada. Todo conducirá a Jade la hermana de la fallecida y, que además es cantante en el club de baile y rival del camarero.

Un marinero recibe un paquete procedente de Paraguay que contiene dos globos oculares azules. El equipo de NCIS investigará este caso y pronto comenzarán a seguir el rastro de un antiguo Agente Secreto Naval que se ha convertido en un contratista privado desarrollando su labor en aquel país.Ayudado por su equipo, Gibbs descubre que el agente está implicado en actividades ilegales y enviará a Tony y Kate para realizar la detención a Paraguay.

El equipo de NCIS investiga la muerte de una chica que ha aparecido entre los bastidores de una competición local de bikinis. Gibs y sus compañeros recrearán todas las actividades de la chica hasta la hora de su muerte. Buscarán a un posible culpable, un cazador que ese día había sido liberado de prisión. Pero cuando todo comienza a encajar, la autopsia revela que la chica está embarazada y todo apunta a los celos como posible causa del asesinato.

Un oficial aparece muerto y todo apunta a un posible suicidio, sospechas que se reafirman cuando el equipo de NCSI descubre que la víctima estaba siendo tratada debido a una depresión. Sin embargo, las declaraciones de Duky darán un nuevo rumbo a la investigación ya que todo hará pensar en un posible asesinato cuyo móvil podría ser un triángulo amoroso. El agente Fornell, del FBI, será un personaje clave en la investigación del caso.

Gibbs y su equipo deberán investigar el asesinato de un joven marine cuyo cuerpo ha sido encontrado en el campus de la Universidad. La investigación pronto dará frutos y pondrá al equipo de NCSI en la pista de un sospechoso, que al poco tiempo también aparecerá asesinado. Abby y McGee descubrirán entonces unos correos electrónicos algo sospechosos que aluden a una misteriosa célula roja.

Gibss y su equipo trabajarán para averiguar el nombre de un médico de la Marina que ha sido asesinado en Irak. El médico había salvado multitud de vidas antes de que fuera asesinado mientras cumplía con su deber pero, al registrar sus posesiones, encontrarán el cadáver de una mujer en uno de sus armarios.

El NCIS recibe una carta misteriosa sellada con un beso. Tony asumirá desde un principio que es para él, pero, al abrir el sobre, éste lanza un polvo extraño que hace que alguno de los agentes comience a padecer síntomas de alguna extraña enfermedad. Gibbs y todo su equipo se verán obligados a guardar cuarentena en la sala de autopsias del NCIS hasta que se analice e identifique el polvo misterioso. La apertura de una investigación tratará de desvelar el origen de la carta.

El grupo NCIS se enfrentará a la búsqueda y captura de un terrorista y de sus aliados cuando el comando ordene a uno de ellos la misión de matar a Gibbs. Éste y su equipo trabajarán para comprender el enorme entramado de personas y lugares que posee este caso, que se convertirá en el más difícil al que se han enfrentado hasta ahora cuando uno de ellos pierda la vida.