Στην πρεμιέρα του 13ου κύκλου της σειράς, ο Γκιμπς δίνει μάχη για τη ζωή του στο νοσοκομείο του Ναυτικού μετά τον πυροβολισμό που δέχτηκε, ενώ ο ΝτιΝόζο και η Τιγκ ταξιδεύουν στη Σαγκάη για να εξουδετερώσουν μια τρομοκρατική οργάνωση.
Ο Γκιμπς ζητά από την ομάδα να βοηθήσει έναν πράκτορα της Δίωξης Ναρκωτικών σε μία υπόθεση αλλά ο ΝτιΝόζο ανακαλύπτει ότι για τον Γκιμπς είναι κάτι περισσότερο από απλό ενδιαφέρον. Στο μεταξύ, η ομάδα σχολιάζει την εμφάνιση του Γκιμπς.
Λίγο μετά το τηλεφώνημα που έκανε στον Γκιμπς σχετικά με μία υπόθεση, ένας πεζοναύτης βρίσκεται νεκρός στο Κουάντικο. Η Μπίσοπ κι ο ΜακΓκι προσποιούνται ότι είναι ζευγάρι για να παρακολουθήσουν έναν υποπλοίαρχο και τη σύζυγό του.
Ο Βανς συνεργάζεται με τον Γκιμπς και επιστρέφει στο "πεδίο της μάχης", όταν μια υπόθεση δολοφονίας φαίνεται ότι συνδέεται με έναν πρώην πράκτορα του NCIS ο οποίος καταδικάστηκε για υποκλοπή αποδεικτικών στοιχείων.
Στο πλαίσιο της έρευνας για μια υπόθεση δολοφονίας, η Αμπι επισκέπτεται ένα φαρμακευτικό εργαστήριο. Κατά τη διάρκεια της επίσκεψης, όμως, μια ομάδα ένοπλων ανδρών καταλαμβάνει το εργαστήριο και κρατά τους πάντες oμήρους.
Η δολοφονία ενός κατώτερου αξιωματικού μοιάζει με τη μεθοδολογία ενός κατά συρροή δολοφόνου και η ομάδα ερευνά εάν πρόκειται για τον ίδιο δολοφόνο ή για κάποιον μιμητή. Στο μεταξύ, η Ντελάιλα κι ο ΜακΓκι πρέπει να μάθουν να συμβιβάζονται.
Η δολοφονία ενός εν αποστρατεία αξιωματικού του Ναυτικού αναγκάζει τον Ντάκι να αποκαλύψει τη συμμετοχή του σε μια κρυφή ομάδα που ερευνά άλυτες υποθέσεις.
Ο ΝτιΝόζο συναντά και πάλι την Τζιν, την πρώην κοπέλα του, με αφορμή την επίθεση ανταρτών σε μια ομάδα εθελοντών ιατρών, μέλος της οποίας είναι και ο άντρας της. Ο ΝτιΝόζο και ο ΜακΓκι ταξιδεύουν στο Σουδάν για να βοηθήσουν στην έρευνα.
Ένας υπαξιωματικός, κατηγορείται για τη δολοφονία της πρώην φίλης του αλλά αφήνεται ελεύθερος λόγω κακοδικίας. Ο νεαρός επιμένει να υποστηρίζει την αθωότητά του και ζητάει από την ομάδα NCIS να ερευνήσει την υπόθεση και αν χρειαστεί να περάσει στρατοδικείο.
Ο υπουργός Άμυνας ζητάει τη βοήθεια της ομάδας NCIS για μια ειδική αποστολή. Τους ζητάει να εντοπίσουν τον μοναδικό αδελφό ενός ναύτη, που πάσχει από λευχαιμία, οποίος μπορεί να είναι συμβατός δότης μυελού των οστών και να του σώσει τη ζωή.
Αφού δέχεται επίθεση από έναν άνδρα που ισχυρίζεται ότι έχει πληροφορίες για τον ετεροθαλή αδελφό του που πέθανε πριν δεκαετίες, ο Ντάκι θυμάται τις τελευταίες ημέρες με τον αδελφό του ενώ η ομάδα προσπαθεί να εντοπίσει το δράστη.
Οταν οι επιβάτες και το πλήρωμα μιας ιδιωτικής πτήσης από τη Νέα Ορλεάνη στην Ουάσινγκτον πεθαίνουν από δηλητηρίαση, τα στοιχεία οδηγούν στον σεφ, τον αδελφό της Αμπι. Ο Γκιμπς και η ομάδα του συνεργάζονται με την ομάδα της Νέας Ορλεάνης.
Κατά την έρευνα για τη δολοφονία ενός ναύτη που επρόκειτο να καταθέσει σε δίκη, η ομάδα ξεσκεπάζει την επανεμφάνιση ενός διεθνούς δικτύου εμπορίας ανθρώπων. Υστερα από μία καταστροφική καταιγίδα, ο ΜακΓκι ψάχνει ένα μέρος για να μείνει.
Μετά τη δολοφονία ενός δύτη την ώρα του καθήκοντος, η σορός του αλλά και οι συνάδελφοί του πρέπει να παραμείνουν εντός ενός θαλάμου αποσυμπίεσης για τέσσερις ημέρες, όσο η ομάδα NCIS διεξάγει μια ασυνήθιστη έρευνα.
Οταν η Γενική Γραμματέας του Πολεμικού Ναυτικού μαθαίνει ότι η κόρη της έχει απαχθεί, η ομάδα NCIS συνεργάζεται με το FBI για να τη βρει. Επίσης, η πράκτορας Βάλερι Πέιτζ βρίσκεται στην πόλη για να βοηθήσει την ομάδα στην εκπαίδευσή της.
Ο Δρ Σίριλ Ταφτ έρχεται σε επαφή με υποθέσεις του NCIS όταν ο Γκιμπς τού αναθέτει έναν ύποπτο και ανακαλύπτει σημαντικά στοιχεία. Ακολουθώντας ένα στοιχείο που έχει να κάνει με γιατρούς στο Σουδάν, ο ΝτιΝόζο επισκέπτεται τη Ζαν Μπενουά.
Οι πράκτορες του NCIS αναγκάζονται να αλλάξουν τα σχέδιά τους όταν βρίσκουν λάθη σε μια φαινομενικά απλή υπόθεση που έχει κλείσει, ενώ ο ΜακΓκι και η Ντελάιλα διαφωνούν σχετικά με το αν πρέπει να συζητούν για θέματα δουλειάς στο δείπνο.
Μετά τη δολοφονία ενός εκπρόσωπου Τύπου του Ναυτικού, η σύζυγός του και η ερωμένη του αλληλοκατηγορούνται και η ομάδα NCIS πρέπει να ανακαλύψει ποια λέει την αλήθεια, ενώ ο πατέρας του ΝτιΝόζο δίνει τη βοήθειά του σε μια άστεγη γυναίκα.
Το NCIS και το FBI συνεργάζονται όταν δύο Βρετανοί κρατούμενοι, ένας εκ των οποίων είναι πρώην κατάσκοπος, δραπετεύουν και φτάνουν στις ΗΠΑ ενώ ΜακΓκι ψάχνει για σπίτι και αναρωτιέται πώς ο ΝτιΝόζο απέκτησε ένα τόσο ακριβό ακίνητο.
Όταν ένας 14χρονος, γιος πεζοναύτη, αποτρέπει μια εισβολή αγνώστων στο σπίτι του, ο Γκιμπς υποψιάζεται πως ο έφηβος έχει αποκρύψει σχετικές, αλλά πολύ σημαντικές λεπτομέρειες της υπόθεσης απόδρασης ενός Βρετανού κατασκόπου.
Ο Φορνέλ είναι σε κρίσιμη κατάσταση μετά από τον σοβαρό τραυματισμό του στο σπίτι του Γκιμπς. Η ομάδα NCIS τοποθετεί όλους τους ανθρώπους, που βρίσκονται στη λίστα του εκτελεστή Τζέικομπ Σκοτ σε προστατευτική επιτήρηση, εκτός από δύο αγνοούμενους, πρώην πράκτορες του NCIS.
