Gibbs sale a la caza de Harper Dearing para arrestarlo tras el bombardeo de la sede de NCIS.

El equipo de NCIS investiga la causa de una muerte misteriosa que implica al empleado de una armería de NCIS encontrado cuatro meses después de los bombardeos de Navy Yard. Mientras tanto, el equipo tiene que pasar obligatoriamente por evaluaciones psicológicas, lo cual hace que Gibbs se preocupe por Abby.

Mientras se encuentra de licencia médica, Ducky decide reabrir un viejo caso de hace 12 años, para lo cual ordena exhumar el cuerpo de un comandante de la Marina. Entretanto, el equipo también investiga la reciente muerte de un marine que puede estar vinculado al antiguo caso de Ducky.

El equipo de NCIS debe averiguar la causa del accidente del helicóptero encontrado en la costa y localizar al piloto perdido. Entretanto, Ziva reta a Tony y McGee.

Cuando asesinan a un oficial menor en el Ferrari de un multimillonario, el equipo de NCIS tropieza con el homónimo de Gibbs.

El equipo de NCIS investiga el brutal asesinato de un teniente de la Marina que acaba de regresar a casa desde el Oriente Medio.

Gibbs continúa trabajando con un capitán de la Marina que sufre de estrés postraumático en una investigación para localizar a un terrorista.

El equipo de NCIS investiga el secuestro de una adolescente, mientras Ziva y Abby se unen para proteger a su amigo, quien presenció el secuestro. Entretanto, Gibbs solicita información a un contacto del pasado.

Gibbs se une a Fornell en una investigación conjunta después de que este se convierte en el objetivo de un tiroteo, pero enfrentan un giro inesperado en el caso cuando la exesposa de ambos, Diane Sterling, se involucra. Mientras tanto, corren rumores entre el grupo luego de que Diane pasa la noche en casa de McGee.

Se acerca la Navidad para los DiNozzo, y el padre de Tony llega de visita. Mientras tanto, el equipo de NCIS "sigue el dinero" con el fin de resolver una investigación de homicidio.

Mientras el equipo de NCIS investiga el vínculo entre un periodista muerto y un oficial menor de la Marina, a Ziva la sorprende la repentina y emotiva visita de su padre, a quien no ha visto en más de dos años.

Como consecuencia de un suceso que los afecta de cerca, el equipo de NCIS se une para buscar respuestas y exigir justicia a fin de proteger a sus compañeros más vulnerables.

El equipo de NCIS investiga el accidente de un coche de la Marina y despierta algunos trastornados recuerdos del pasado de Abby, cuando era una joven y seguía el rastro de su primer "caso".

Durante su licencia de NCIS, aún llorando la muerte de su esposa y madre de sus hijos, el director Vance descubre información personal inesperada que lo lleva a cuestionar todo.

El equipo de NCIS contrata a un renombrado pirata informático que podría ser la clave para localizar al ciberterrorista más buscado del mundo.

El equipo de NCIS se apresura para ubicar a Ducky y Jimmy tras la desaparición de ambos mientras transportan un cuerpo de una escena del crimen.

El frenesí mediático que rodea a un criminal desconocido da pie a que el barbero de Gibbs cuestione la participación de su hijo y pida ayuda a Gibbs para descartarlo como principal sospechoso.

La esposa de un marine especializado en la detección de bombas con el plantel de perros insta al equipo de NCIS a investigar la reciente muerte de su marido en Afganistán. Mientras tanto, el director Vance pide la asistencia del equipo para entrevistar niñeras.

Una enorme tormenta lleva al equipo de NCIS abordo del USS Borealis, donde todo el mundo se convierte en sospechoso cuando la escena del crimen demuestra que la madre naturaleza no fue la única culpable.

Cuando una reservista de la Marina regresa a casa y descubre que su marido está desaparecido y su salón está cubierto de sangre, se dirige al equipo de NCIS para traerlo a casa. Mientras tanto, Tony sospecha que Ziva está planeando una arriesgada maniobra para vengar la muerte de su padre.

Mientras el equipo de NCIS investiga el asesinato de un oficial del Mossad en Virginia, Tony y Ziva parten hacia Berlín para rastrear al asesino de su padre.

En represalia por el asesinato de Eli David y Jackie Vance, el equipo de NCIS busca febrilmente a Bodnar, a pesar de que Seguridad Nacional les ordena abandonar el caso.

Un investigador del Departamento de Defensa analiza la respuesta del equipo de NCIS sobre el caso Bodnar, que involucra el asesinato del padre de Ziva y la esposa de Vance. Mientras tanto, el equipo examina si un oficial menor sufre de paranoia o si sus denuncias sobre que alguien lo sigue están vinculadas a un asunto de seguridad nacional.

La búsqueda internacional del asesino de Eli David y Jackie Vance se convierte en una cacería de brujas federal contra Gibbs y el equipo, ya que se cuestionan sus métodos no convencionales. Su futuro en la Agencia se ve amenazado en el final de la décima temporada.