Serial ukazuje grupę agentów z brygady "NCIS". Rozwiązują oni szereg spraw kryminalnych mających związek z Marynarką Wojenną i Korpusem Marines. Przywódcą ekipy jest agent z wieloletnim doświadczeniem, Leroy Jethro Gibbs. W skład ekipy wchodzą jeszcze były detektyw, specjalistka sądowa oraz lekarz.
NCIS zostają wezwani, gdy starszy chorąży marynarki Rafi Nazar jest podejrzany o próbę sprzedaży skradzionego tajnego oprogramowania marynarki, używanego do pilotowania bojowych dronów.
Po tym, jak cywilny statek badawczy na północnym Atlantyku zabiera małą łódź z rannymi oficerami Marynarki Wojennej, NCIS przybywa na statek i jest zmuszony ukryć się po odkryciu terrorystów na pokładzie.
Jimmy i Kasie zostają wystawieni na działanie śmiertelnej biotoksyny, a zespół NCIS wzywa na pomoc doktor Carol Wilson, która stara się znaleźć antidotum.
Makabryczna wpadka na gender reveal bosmana marynarki wojennej prowadzi NCIS do sprawy zaginionej nauczycielki, która została spopularyzowana w podcaście o prawdziwych zbrodniach.
Parker nadal ucieka ze swoją byłą żoną Vivian, więc zespół bada, kto może mieć przeciwko niemu wendetę w nadziei na oczyszczenie imienia Parkera. Korzystając z pomocy Tennanta i specjalisty komputerowego Erniego Malicka, którzy spotykają się w mieście z dyrektorem Vance'em w ramach przygotowań do globalnych ćwiczeń wojskowych, zespół śledzi swojego głównego podejrzanego, Kruka.
Kiedy martwe ciało zostaje znalezione w starożytnym miejscu pochówku, które uważa się za przeklęte, zespół próbuje ustalić motyw i symbolikę zbrodni. Gdy Torres kontynuuje terapię z dr Grace, odkrywa, że ich życie jest w niebezpieczeństwie.
Agentka Parker wkracza do akcji, by chronić dyrektora Vance'a po przerażającym włamaniu do domu. Zespół wykrywa postępy w rozkwitającym romansie Jessiki i Jimmy'ego.
Podczas śledztwa w sprawie śmierci innego agenta NCIS, który opiekował się kotem przyjaciela, zespół zdaje sobie sprawę, że jeden z ich kolegów potajemnie ich badał, aby zlokalizować możliwego kreta.
Do NCIS zgłasza się mężczyzna, który twierdzi, że ktoś próbuje go zabić, a tą osobą jest jego żona. Vance zna mężczyznę, więc nie traktuje go poważnie. Okazuje się, że para ma burzliwe małżeństwo, a jego żona chce rozwodu, którego on nie chce udzielić. Proszą mężczyznę, aby wyszedł, co robi, a następnie upada. Zostaje zabrany do szpitala, gdzie lekarze twierdzą, że mógł mieć atak lęku. Kasie odkrywa jednak, że mógł zostać otruty.
Nieznany strzelec wywołuje chaos podczas corocznego Święta Dziękczynienia, a zespół NCIS musi znaleźć sprawcę. Kasie dołącza do Knighta na lunch z okazji Święta Dziękczynienia w domu siostry Knighta.
Wszyscy agenci NCIS są w Waszyngtonie, aby świętować przejście na emeryturę swojego byłego profesora. Jednak ich światy przeplatają się, gdy agenci NCIS z Hawajów są zmuszeni zbadać samobójstwo tego samego profesora.