W wojskowym klubie country dochodzi do eksplozji. Ofiarą zamachu pada pułkownik marynarki. Prowadzący dochodzenie agenci NCIS dochodzą do wniosku, że pułkownika zabili terroryści. Włącza się wojskowe biuro śledcze.
Samobójstwo popełnia były oficer marynarki, a na jaw wychodzą kompromitujące fakty z jego życia. Agenci NCIS udowadniają, że oficer nie targnął się na swoje życie. Sądzą też, że nie był winien zarzucanych czynów.
Zakrwawiona siostra Timothy'ego McGee pewnego wieczoru puka do jego drzwi. Niebawem informatyk dowiaduje się, że koledzy z NCIS rozpoczynają dochodzenie w sprawie zabójstwa marynarza, który był dobrym znajomym siostry.
W bazie marynarki wojennej zostają znalezione spalone i zmumifikowane szczątki poszukiwanego przestępcy. Agenci NCIS rozpoczynają śledztwo wspólnie z FBI. W domu jego rodziny detektywi dokonują szokujących odkryć.
Agenci NCIS odkrywają, że pracującego nad tajnym projektem porucznika Marynarki zabił robot 'Otto'. Niewiele brakuje, by przez tę maszynę zginęła również Abby...
W podmiejskim motelu został znaleziony martwy wysokiej rangi oficer wywiadu marynarki. Na miejscu zbrodni Gibbs dowiaduje się, że lokalne władze już od trzech dni prowadzą dochodzenie w tej sprawie.
Poszukiwany na całym świecie niebezpieczny terrorysta zdobywa najnowocześniejszą broń chemiczną i grozi atakiem na miasta w USA. Agenci NCIS rozpoczynają współpracę z wojskowymi detektywami.
Donald "Ducky" Mallard musi wziąć udział w tajnej misji, która ma powstrzymać proceder sprzedawania broni produkowanej według najnowszej wojskowej technologii. Gibbs organizuje spotkanie Ducky'ego z potencjalnym kupcem.
W niezamieszkanym budynku znaleziono ciało młodego marine. Początkowo agenci NCIS i policjanci sądzą, że zmarł w wyniku nadmiernego spożycia alkoholu. Wkrótce zostaje odnaleziony ślad, który wnosi wiele do śledztwa.
Porucznik marynarki zostaje napromieniowany radioaktywnie. Gibbs dochodzi do wniosku, że ktoś tu dokonał zamachu, żeby sabotować jego działania. Aby rozwiązać tę sprawę, agenci muszą zaprosić do współpracy ekspertów.
Na cmentarzu wojskowym dochodzi do wybuchu. Zostają odnalezione ludzkie szczątki. Gibbs i jego ludzie szukają seryjnego zabójcy. Identyfikują szczątki pięciu osób i próbują ustalić, czy ofiary były ze sobą powiązane.
Mallard ma dokonać sekcji zwłok zamarzniętego funkcjonariusza marines, Liama O'Neilla. Tuż przed autopsją odkrywa, że mężczyzna żyje. Detektywi muszą ustalić, jak doszło do tego, że został uznany za zmarłego.
Do agentów dociera anonimowe doniesienie o planowanym zamachu terrorystycznym. Alarm okazuje się fałszywy. Akcja już została podjęta, w jej wyniku zginęło dwóch członków zespołu NCIS. Pozostali szukają sprawcy zbrodni.