ギブスはNCISを辞めてメキシコへ。残されたトニーたちは懸命にチームを立て直そうとする。そんな中、ジヴァが暗殺事件の容疑者としてFBIに追われることに。ジヴァは唯一信頼できる相手に助けを求める。
FBIのフォーネル捜査官が脱獄犯から脅迫を受ける。友人のフォーネルに協力を求められたギブスはNCISに復帰し、その脱獄犯が関与した銀行強盗事件の再捜査を行う。
海軍大尉の車が発見され、中には血痕が残っていた。ギブスたちは行方不明の大尉を捜すために彼女が参加していたお見合いイベントに潜入し、不審な男がいないか捜査するが…。
かつて武器密売組織の潜入捜査に参加していた兵曹長が死体となって発見される。
売りに出されていた家屋で海兵隊員の死体が発見される。イラク派遣の出発日に無断欠勤し、そのまま行方不明になっていた隊員だった。
ハロウィーンの夜、海兵隊員が自宅で銃撃され、その娘が誘拐される事件が発生。一方、アビーの仮装を見たマクギーとトニーは言葉を失う。
陸海軍クラブのゴルフ場に仕掛けられた爆弾で海兵隊大佐が死亡。犯人を突き止めるため、ギブスたちは陸軍犯罪捜査司令部と合同捜査を行う。そんな中、ギブスとトニーに恋の予感が…。
勲章を受けた過去を持つ元海兵隊員が、ワシントンDCのホテルで落下死した。捜査を進めるうちに不審な出来事が明らかになり、ギブスたちは死者の汚名をそそぐために奔走する。
マクギーの自宅に妹サラが現れる。サラは血まみれで、過去数時間の記憶を失っていた。マクギーはギブスたちに黙って自力で捜査を始めるが…。
連続殺人事件の容疑者が煙突の中で死体となって見つかった。NCISとFBIの合同捜査により、衝撃の事実が明らかになる。
極秘裏に開発されていたAI搭載車が何者かの細工によって凶器と化し、海軍大尉が死亡する。大尉は国防総省の重要なプロジェクトに関わっていた。
田舎町のモーテルで海兵隊情報部の将校が殺害され、早速ギブスたちは現場に向かう。地元の保安官事務所に到着すると、事件が起きたのは3日前で、すでに現場検証も死体の解剖も済ませたと言われてしまう。
猛毒の化学兵器が10キロ盗まれ、ギブスたちは行方を突き止めるべく懸命に捜査を行う。犯人として浮上したのは指名手配中のテロリスト、マムーン・シャリフだった。
海軍の武器が闇取引されることが判明し、ダッキーが売人になりすまし潜入することに。局長のシェパードは“グルヌイユ”と呼ばれる武器商人に個人的な恨みを抱いているようだが…。
海軍兵の死体が廃屋で見つかり、ギブスたちは捜査を開始。死因は薬物の過剰摂取によるものと思われたが、血文字で書かれたメッセージが発見される。
海軍大尉がNCISを訪れ、殺人事件を捜査してほしいと依頼する。その被害者とは、放射線障害に苦しむ自分自身だった。
軍人墓地の霊廟で納骨室が爆発。その中から数名分のバラバラ死体が発見された。ギブスたちは連続殺人事件として捜査を進めるが、事件は衝撃の結末を迎える。
ダッキーが遺体を解剖しようとしたその時、凍死したはずの男が息を吹き返した。ギブスたちは殺人未遂事件として捜査を始めるが、事件のカギを握る人物はギブスのかつての上司で…。
匿名の通報者からNCISにテロ情報が入るが、指定された建物に入った捜査官2名が爆死してしまう。
海軍兵曹が殺害されるが、手がかりが見つからず捜査は難航。マクギーは執筆中の小説になぞらえた犯行だと悟り、追い詰められる。
局長のシェパードは単身で情報提供者の男と接触するが、情報を得る寸前に男は殺されてしまう。ギブスたちは総力を挙げて犯人を追うが…。
目の見えない写真家が撮影した写真に、海軍兵曹の死体が写り込んでいた。ギブスたちは写真家の繊細な感覚を頼りに捜査を進める。
シェパードが海外出張のため局長代理を任されたギブス。しかしNCIS本部に到着したタクシーの中で男の死体が見つかると、ギブスは局長の仕事を放り出して現場に向かう。
国土安全保障省の指示でNCISの全職員がポリグラフ検査を受けることに。メンバーたちの隠された秘密が明らかになるのか…。一方、トニーと恋人のジャンヌは、凶暴な麻薬の売人に人質にされてしまう。