Een verlaten auto, die geregistreerd stond op naam van een vermiste luitenant van de marine, wordt vol bloed teruggevonden. Het NCIS team leert dat de vermiste luitenant mannen schaduwde om op die manier de perfecte man voor zichzelf te vinden. Ducky onderzoekt de profielen die de luitenant heeft opgesteld. Ziva pakt het anders aan en gaat undercover om meer informatie te achterhalen. Jenny doet een geheim voorstel aan Tony.

Gibbs moet terugkomen uit zijn verlof om Fornell te helpen, die bedreigd wordt door een ontsnapte gevangene. De veroordeelde bedreigt zowel Fornell als diens dochter Emily. Gibbs en het NCIS team heropenen de oude zaak, en ondervragen een gepensioneerde zeiler, die als enige nog contact had met de veroordeelde. Het onderzoek zal het NCIS team naar een verrassende ontdekking leiden.

Wanneer Ziva per ongeluk getuige is van een politieke moord, moet ze zich aangeven bij de FBI zonder de hulp van Gibbs, die momenteel in verlof is. Ze verneemt dat de FBI haar aan het zoeken is en ontsnapt, terwijl het NCIS team, onder leiding van Tony, moet bewijzen dat Ziva wel degelijk onschuldig is. Wanneer ze in nauwe schoentjes komt, keert Ziva zich tot de enige persoon die ze altijd vertrouwd heeft: Gibbs.

Het NCIS team krijgt de loodzware taak om het op te nemen tegen ee groep terroristen en ze kunnen nog steeds niet rekenen op Gibbs, die nog moet herstellen van de ontploffing waarbij hij gewond raakte. Gibbs lijdt nu ook aan geheugenverlies. Nochtans is Gibbs bijdrage noodzakelijk om de terroristen tijdig te kunnen vatten, want enkel Gibbs weet essentiële informatie over het doen en laten van de terroristen. Het wordt dus een gevecht tegen de tijd. Krijgt Gibbs tijdig zijn geheugen terug om zijn collega's met raad en daad bij te staan voor de terroristen hun aanslagen plegen?

Gibbs raakt ernstig gewond tijdens een missie en wordt naar het ziekenhuis overgebracht. Terug bij zijn positieven doen de wonden en de pijn hem denken aan zijn moeilijk verleden, iets waar hij nog nooit met de anderen over gepraat heeft. De rest van het team moet het onderzoek van Gibbs overnemen en zich niet emotioneel laten leiden door diens ongeluk. Tony heeft nu de leiding, en dat loopt niet van een leien dakje.

Het NCIS team moet Ziva beschermen wanneer een verdachte omkomt terwijl die in voorarrest zit. De zaak wordt nog complexer wanneer de broer van de verdachte Jenny ontvoert en de vrijlating van zijn broer als voorwaarde stelt voor de vrijlating van Jenny. Maar de broer in kwestie is dood en dus staat het team voor een aartsmoeilijke opdracht.

Abby is samen met haar team een moordonderzoek aan het afronden wanneer ze zelf bijna omkomt. Al gauw wordt duidelijk dat de eerste moord slechts een afleiding was, want dat Abby het werkelijke doelwit vormt. Het team zet alles op alles om de moordenaar voor te zijn.

Een Pentagon medewerkster wordt dood aangetroffen. Het NCIS team moet onderzoeken of de vrouw in kwestie een spion was of niet en of zij wel echt zelfmoord pleegde. Het onderzoek wijst uit dat de vrouw niet alleen was terwijl ze stierf, dus moet er een moordenaar in het spel zijn.

Gibbs en zijn team worden opgeroepen wanneer enkele kinderen het levensloze lichaam van een marinier in de bedding van een bevroren meer vinden. Nader onderzoek van het meer levert nog drie extra doden op. Die lichamen blijken tatoeages te hebben van een beruchte straatbende en het team probeert te achterhalen wat de connectie is tussen de marinier en de leden van de straatbende.

Het NCIS team moet verhinderen dat een jongeman een bom die hij aan zijn lichaam vastgemaakt heeft, tot ontploffing brengt. Het feit dat hij andere klasgenoten gegijzeld houdt, maakt de zaak er niet eenvoudiger op. Gibbs werkt zichzelf tot in het klaslokaal om met de jongen te praten, maar beseft plots dat de jongen misschien gestuurd wordt door iemand die zich buiten het klaslokaal bevindt.