Un marine viene coinvolto in una rissa in un bar. Quando viene buttato fuori dal proprietario trova altri due marine feriti tra i cassoni della spazzatura. Uno dei due non sopravvive e il NCIS viene chiamato ad investigare. Gibbs torna nella sua città natale e incontra suo padre.

Mentre sta investigando il misterioso suicidio di un Capitano della Marina a bordo di un mezzo d'assalto, DiNozzo scopre che il suicidio potrebbe essere solo una parte di un piano più articolato.

Il Senatore Patrick Kiley chiede aiuto a Gibbs per risolvere il caso dell'omicidio di un giovane Ufficiale della Marina; la squadra si trova allora trasportata nel mondo della politica di Washington.

I segreti del passato di Gibbs vengono rivelati quando la squadra deve recarsi nella sua città natale per risolvere un caso riguardante un omicidio.

La squadra parte alla caccia di un assassino che ha compiuto un omicidio brutale, e Gibbs si ritrova a lavorare a fianco di una sua vecchia conoscenza, l'agente dell'FBI Fornell.

la squadra investiga su un crimine proprio nella giornata di Halloween: un assassino psicotico inizia infatti a lasciare degli indizi in rete sull'identità delle sue prossime vittime.

Gibbs e la squadra devono investigare su una rapina in banca operata a Quantico. Durante le investigazioni si ritrova a dover lavorare con un rookie, che Vance ha voluto inserire temporaneamente nel team per semplificare le indagini.

Gibbs organizza una trappola molto elaborata per tentare di scovare la talpa che si nasconde nel NCIS. Chiede anche il supporto di Abby, Ducky e del direttore. Si scoprirà infine l'identità del traditore.

L'agente Lee aiuta la squadra a salvaguardare un documento top secret che è a rischio di furto. Lee viene utilizzata infatti come esca, ma le cose iniziano a farsi pericolose quando il bersaglio fa saltare la sua copertura.

La squadra investiga sulla morte di una gente morto nel corso di un incidente, apparentemente casuale ma per gli agenti colposo. Si scopre che la vittima faceva parte di un fight club e proprio il suo partner all'interno di esso diventa il primo sospettato.

E' Natale ma la squadra è sempre al lavoro: questa volta è alla ricerca di un sospetto che ritorna sulle scene nonostante si pensava fosse morto da ben 17 anni; l'investigazione porterà poi a delle rivelazioni molto personali.

La squadra deve scoprire la verità riguardo all'omicidio di una guardia carceraria in occasione di una rivolta avvenuta nella prigione in cui lavorava. In prima linea c'è McGee che rimane intrappolato nella prigione per sole donne.

Ducky viene accoltellata proprio sulla scena di un crimine e la squadra inizia ad investigare per scoprire l'identità dell'assaltatore. Man mano che l'investigazione continua vengono a galla segreti molto inquietanti sul passato di Ducky.

La squadra si ritrova ad investigare sul bizzarro omicidio di un capitano della Marina; le indagini rivelano che la vittima aveva una vita personale molto sospetta e che è forse questa ad averla portata alla morte.

La squadra si ritrova alle prese con una gang cittadina mentre investiga sulla morte di un marine. Gibbs deve dunque affrontare ancora una volta gli spettri del suo passato quando trova un messaggio sulla scena del crimine.

Gibbs e DiNozzo si scambiano i rispettivi ruoli dopo che un omicidio porta la squadra a riaprire un caso di Tony che sembrava chiuso ormai da anni.

Un agente molto conosciuto all'interno della NCIS viene ucciso e la squadra inizia ad investigare. Le tracce portano al deserto, dove vive una donna che potrebbe saperne di più sull'accaduto.

Gibbs scava a fondo nel passato di Vance dopo che il Direttore affida alla sua squadra il compito di indagare sull'omicidio di una sua vecchia conoscenza. Nell'episodio viene anche rivelato che Tony ha parecchie difficoltà con le donne da quando è finita la sua relazione con Jeanne Benoit.

Un revolver viene trovato tra gli effetti personali del figlio dodicenne di un Comandante della Marina. Gibbs e il resto della squadra allora cercano di scoprire la reale provenienza dell'arma. Le cose però si complicano quando Abby mostra i risultati dei test sulla pistola: su essa c'è infatti del sangue.

Gibbs e il resto della squadra si ritrova costretta a lavorare nuovamente a fianco di Trent Kort. Messi dunque da parte risentimenti personali (ma non del tutto) il team si mette alla ricerca di uno dei criminali più pericolosi e ricercati d'America.

Uno scienziato scompare nel nulla e il governo organizza una missione strettamente top secret affidandola ad Abby. Questa scopre presto che le cose non sono come sembrano. Nel frattempo il resto della squadra si preoccupa dell'incolumità della collega.

La squadra si reca a Los Angeles per unirsi ad un team del posto e risolvere il caso di un omicidio che presto diventa qualcosa di più. Nel frattempo, Tony inizia ad indagare sulla vita privata di Ziva.

La squadra è ancora a Los Angeles, mentre Gibbs e McGee proseguono nel loro tentativo di localizzare una cellula terroristica. L'agente Callen lavora sotto copertura mentre una psicologa rivela la verità sulla relazione tra Gibbs e l'agente Macy.

Un agente della ICE viene assassinato dopo che vengono fatti saltare gli impianti di sicurezza alla residenza SecNav; il team NCIS viene allora costretta a lavorare a fianco della ICE e dell'FBI per risolvere il caso. Nel frattempo, Tony si ritrova faccia a faccia con Rivkin.