L'équipe du NCIS se lance à la recherche de Leon Vance, porté disparu. Ils parviennent à localiser son véhicule abandonné, dans lequel se trouve toujours son téléphone portable... Vance, quant à lui, reprend ses esprits et constate qu'il se trouve dans un cercueil à côté d'un cadavre ... Par ailleurs, Abby se demande s'ils pourront tous assister au mariage de Palmer...
Gibbs et ses hommes enquêtent sur l'incendie survenu à bord d'un navire de la Marine. Les investigations révèlent un grave problème de sécurité dans les installations de la Marine de par le monde... Pendant ce temps, DiNozzo et David, déguisés en matelots, se rendent en Italie pour enquêter sur une bombe découverte sur un navire...
Un incendie fait rage dans un entrepôt, et les pompiers tentent en vain de se rendre maîtres des flammes. Lorsqu'enfin, ils y parviennent, les hommes du feu découvrent un corps... et un dossier marqué top-secret !... La cellule de la police de Baltimore spécialisée dans les sinistres est prévenue et Jason King, l'un de ses membres, ne tarde pas à débarquer sur les lieux... C'est une vieille connaissance de Tony, qui ne l'apprécie guère... L'entrepôt en question est la propriété d'Equinox, une société spécialisée dans l'électronique qui fabrique des modems et des fours, mais travaillant également sur des systèmes d'armement top-secrets... Alors que Duckie examine le cadavre carbonisé, Jason en déduit que le feu a été bouté non loin du corps par une torche...
Alors qu'un couple cherche un emplacement dans la nature pour pique-niquer, un corps tombe littéralement du ciel ! Rapidement dépêché sur les lieux, Gibbs estime, au vu de l'état du cadavre, que la victime a pu tomber de 400 à plusieurs milliers de pieds de haut ! Il s'agit du premier lieutenant Walter Larabee. Il semblerait que le malheureux, en plus des innombrables fractures dues à sa chute, a été poignardé ou abattu par balles !... Le NCIS établit rapidement un lien entre cette affaire et la disparition d'un aumônier, en mission au sein d'un cartel colombien...
Quartier-maître très populaire, Dan Garscott est découvert poignardé dans le port. Bien que des traces de son sang soient retrouvées sur les mains du mécanicien Michael Thomas, qui n'est autre que le beau-frère de Vance, celui-ci prétend avoir seulement découvert le corps et appelé de l'aide... Le cadavre porte de nombreuses traces de contusion antérieures de plusieurs heures à sa mort... Gibbs et ses hommes ne mettent pas longtemps à découvrir que la victime entretenait une liaison avec la petite amie de Thomas...
Clayton Jarvis, le ministre en charge de la Navy, est abattu devant plusieurs témoins. Mais cet assassinat est une ruse élaborée par une cellule spécialisée du NCIS, afin de démasquer un individu qui exercerait une forme de chantage dans certains services du ministère. Les enquêteurs ont un suspect et espèrent que Philip Wickes, affecté par la prétendue mort de son ami, se trahira...
L'avocat de l'officier Leland passe un marché avec son client et lui propose de l'aider en échange d'informations sur Agah Bayar, un trafiquant d'armes. En effet, il est bien difficile d'enquêter sur ce dernier et de le faire suivre, tout comme sa petite amie. De plus, d'autres agences gouvernementales, invoquant une certaine priorité et des éléments classés secret-défense, souhaitent s'emparer de ce dossier... McGee, quant à lui, n'apprécie pas de devoir jouer les coaches lors de la première mission de l'agent Dorneget...
Psychologue réserviste dans la marine, Robert Banks est découvert pendu à son domicile. Les enquêteurs réfutent la thèse du suicide lorsqu'ils découvrent que l'individu travaillait sur une mission top-secrète pour le Département de la Défense, et qu'un membre de cette haute administration tentait de lui nuire par divers moyens...
Les hommes de Jethro mènent l'enquête sur la mort mystérieuse de deux membres d'un groupe militant d'auto-défense qui ont été abattus chez un fleuriste. L'organisation dont les deux victimes faisaient partie, et dont les membres se déguisent en super héros pour passer à l'action, s'est donné pour mission d'assainir les environs de toute criminalité...
