Во время первого эпизода нового сезона команда Гиббса становится мишенью, когда расследование убийства пилота вертолета возвращает Гиббса к Паломе Рэйноса, дочери убитого им главы наркобизнеса.
Девочка-подросток похищена из своей средней школы на базе морской пехоты Quantico, что побуждает NCIS заняться расследованием. Николас Мэйсон, дедушка пропавшей девочки, усложняет ситуацию, когда он организует снижение выкупа, не информируя NCIS. Команды находят след из трупов, возвращающих к Мэйсону, который признает, что был частью команды противозаконных операций, которая работала в пределах закона, но вне подчинения. Кто-то использует внучку Мэйсона, чтобы выманить его из уединения и привести их к другим членам команды. Похититель является учителем английского в школе девочки, который прежде был членом команды Мэйсона, а теперь ищет искупления за свои прошлые действий, убивая своих товарищей по команде. Тем временем трех стажеров назначают в NCIS; Эбби подозрительна после того, как последний помощник пытался убить ее, Палмер чувствует себя неумелым после общения Даки со своим стажером, а Макги должен бороться со стажером, который не проявляет интереса к поставленной работе. Используя тщательно продуманную уловку, команде удается обмануть похитителя, узнать, где он скрывал девочку, и арестовать его. Тем временем непослушный стажер начинает проявлять интерес к правоохранительным органам, и Гиббс вручает ему анкету NCIS.
Команда NCIS расследует секретную личную жизнь специалиста по бомбам, когда мотивы за атакой на нее связывают ее с убийством.
Команда вовлечена в международный инцидент, поскольку они расследуют убийство американского старшины, чье дело связано с судном Королевского флота. Осложнения появляются, когда кто-то пытается заставить судно отбыть прежде, чем NCIS сможет должным образом заняться расследованием. Они обнаруживают, что убийство произошло из-за большого количества украденных денег ЦРУ, используемых, чтобы заплатить военачальникам и диктаторам в Африке. Сначала команда подозревает, что офицер связи Королевского флота ответственен, но вскоре узнает, что он — на самом деле агент MI6, который был создан для воровства. С его помощью они разыскивают настоящего преступника, коррумпированного работника ЦРУ, который отвечал за деньги.
Команда расследует смерть радио-ди-джея и военно-морского чиновника, которые были и убиты в прямом эфире, и их работа становится все труднее в связи с открытием новых подозреваемых. Ища убийцу, они неосторожно раскрывают многочисленную внутреннюю террористическую группу, составленную главным образом из богатых домовладельцев, живущих в охраняемой резиденции. Террористическая группа чувствует, что Америка должна тратить больше денег, защищая себя, а не на внешние войны, и пытается убедить ди-джея в своей правоте. Когда ди-джей отказался, они убили его, чтобы заставить его замолчать. Команда NCIS совершает набег на сообщество и арестовывает всех участников, только чтобы обнаружить, что группа заложила бомбу в местном матче софтбола, посещенном многочисленными высокими политическими деятелями. Команда NCIS в состоянии эвакуировать толпу с площадки прежде, чем бомба взорвется.
Погружаясь в ум одаренной военно-морской ученой, Эбби зацикливается на расследовании ее убийства, в то же время как последняя находка ДиНоззо приводит к интереснейшему Хэллоуину.
Расследуя убийство, команда натыкается на части старой ядерной бомбы, которая была потеряна во время холодной войны. Поскольку у жертвы были связи с отцом Тони, они разыскивают его и расспрашивают. В конечном счете, к раздражению Тони, Гиббс призывает Диноззо старшего использовать его контакты, чтобы проникнуть на частную вечеринку, с участием торговцев оружием. Они обнаруживают, что президент компании спасения наткнулся на ядерную бомбу и планирует продать ее на черном рынке. Президент арестован, и оба Диноззо наконец урегулировали свои разногласия друг с другом.
Команда назначена, для защиты Элая Дэвида (директор Мосада и отец Зивы) во время конференции NCIS. Они должны иметь дело с тремя палестинскими террористами, пытающимися убить его. Эпизод заканчивается на кульминации, когда, после того, как нападение террористами на конференции очевидно терпит неудачу, Вэнс и Давид идут в конспиративную квартиру. Гиббс не может связаться с ними по радио, и офицер Хадар показан лежащим мертвым в конспиративной квартире.
Гиббс прибывает на место, там он находит Хадара мертвым, Вэнса тяжело раненым, а Элай пропал без вести. В конечном счете команда разыскивает Элая, который скрылся, чтобы ускользнуть от своих убийц. Тогда они понимают, что человек, который заложил бомбу, является посвященным лицом в NCIS. В больнице, Райли Маккаллистер, местный руководитель NCIS Сан-Диего, сердитый на Вэнса и Элая для того, чтобы неосторожно разрушить его схему стать директором, показывает, что заложил бомбу и пытается убить Вэнса, дав Вэнсу смертельную дозу морфия. Однако, Вансу удается усмирить его, смертельно раня его ножом, который Гиббс дал ему. Прежде, чем Элай возвращается в Израиль, он примиряет свои разногласия с Зивой.
Команда NCIS расследует исчезновение морского офицера, который является единственным свидетелем в предстоящем судебном деле об убийстве. Тем временем Зива и Макги пытаются обнаружить причину странного поведения Тони.