S11 E1 • Whiskey Tango Foxtrot

Le SecNav Clayton Jarvis est tué et l'ancien directeur de NCIS Tom Morrow blessé dans l'explosion d'une bombe. L'équipe découvre que quelqu'un tente de les éliminer un par un. Gibbs se rend à Téhéran afin de rencontrer un informateur. Enquêtant sans insignes, Tony s'envole pour Tel Aviv alors que McGee tente de découvrir l'origine de la bombe.

S11 E2 • L'écho du passé

A la demande de Sarah Porter qui a succédé à Jarvis au poste de secrétaire de la Navy, Gibbs et son équipe poursuivent Benham Parsa, un Pakistanais qui serait à la tête d'une cellule terroriste menaçant l'agence. A la recherche de Ziva, Tony arrive enfin en Israël où il a la surprise d'être accueilli par la patronne du Mossad qui l'interroge sur la jeune femme. Il finit par la localiser mais leurs retrouvailles sont tendues.

S11 E3 • Sous le radar

Les agents du NCIS enquêtent sur une explosion survenue dans l'appartement de Terence Keith, un sous-lieutenant de la Marine, et qui a coûté la vie au gérant de l'immeuble. Le soldat, âgé de 26 ans, est en permission pour deux semaines et semble avoir disparu. Abby découvre bientôt son empreinte sur le mécanisme de la bombe. Dans le même temps, McGee égare son badge et sa plaque mais préfère les dissimuler à Gibbs.

S11 E4 • De l'existence de la femme

Patricia Moreno, sergent dans la Navy, est trouvée morte à son domicile. Or, McGee découvre qu'elle serait décédée en Afghanistan trois ans plus tôt et en déduit que sa carte d'identité militaire lui a été volée. La victime est bientôt identifiée et Abby découvre qu'elle était liée avec Leyla Shakarji, la belle-fille de l'agent Mike Franks. Dans cette affaire, DiNozzo et Tim doivent collaborer avec Susan, une enquêtrice criminelle qu'ils n'apprécient guère.

S11 E5 • Criminel un jour

Un jeune marine tout juste revenu d'Afghanistan où il était assigné à un poste de sécurité est tué par balle sur une route, en bordure d'une forêt. La victime étant un expert en réseaux de communications classés confidentiels, le département de la Défense envoie l'agent Delilah Fielding pour seconder le NCIS dans cette enquête. DiNozzo ne parvient pas à trouver le sommeil depuis plusieurs jours et commence à être sujet à des hallucinations.

S11 E6 • Semper paratus

L'équipe enquête sur une explosion survenue sur une plateforme pétrolière qui a coûté la vie à un marine. Son épouse arrive bouleversée sur les lieux. L'agent spécial Abigail Borin qui est chargée de diriger les recherches n'est pas certaine qu'il s'agisse d'un incident isolé. Tout porte à croire que la plateforme a été la cible d'une attaque terroriste. Bientôt, DiNozzo repère une faille dans le système de sécurité.

S11 E7 • Les aigles de l'espoir

Trois vols à main armée ont été commis récemment dans le même quartier suivant un mode opératoire similaire. Un marine a trouvé la mort au cours du dernier braquage. Parallèlement, Gibbs accepte d'accompagner son père qui veut rendre visite à l'un de ses vieux amis de l'armée, sur le point de mourir. Pendant son absence, il confie la responsabilité de l'enquête à McGee, ce qui provoque la colère de DiNozzo.

S11 E8 • Échange de meurtres

L'équipe du NCIS enquête sur l'assassinat d'un quartier-maître avec délit de fuite survenu sur une base militaire. Elle soupçonne rapidement le sergent Justin Dunne dont la voiture porte des traces de la victime. L'ancien agent Carrie Clark, aujourd'hui avocate, s'occupe de la défense de Dunne et affirme que son alibi est solide. Parallèlement, McGee s'inquiète du comportement étrange de Tony.

S11 E9 • L'esprit d'équipe

Au cours d'une réunion de travail, le NCIS découvre que la secrétaire à la Navy a un stylo dans lequel a été dissimulé un mouchard. Ellie Bishop, analyste à la NSA, avait imaginé une menace similaire dans un rapport écrit deux ans plus tôt. Gibbs pense que les pirates suivent la méthode de la jeune femme et lui demande donc de collaborer à l'enquête. Son style très personnel sème le trouble au sein de l'équipe.

S11 E10 • Trio impossible

Un caporal de 23 ans affecté à l'entretien des véhicules a été assassiné par un homme déguisé en clown. Les premiers indices mènent Gibbs dans une chambre d'hôtel où il a la surprise de trouver son ex-femme, Diane, en compagnie de TC Fornell. L'ex-petit ami de Diane, Eddie Macklin, pourrait être un suspect sérieux. Les choses se compliquent lorsque ce dernier révèle qu'il est membre des services secrets.

S11 E11 • Le mal de Noël

Gibbs et son équipe enquêtent sur une maladie inconnue qui touche plusieurs enfants de militaires dans un rayon de 50 km autour de Washington. Abby craint qu'il s'agisse d'une attaque de bioterrorisme. La mission du NCIS consiste à identifier le virus, retrouver son foyer d'origine et à tout mettre en œuvre pour enrayer sa progression. Abby et Jimmy travaillent dans le Centre de recherche médicale de la Marine dans l'espoir de trouver un vaccin.

S11 E12 • Chaîne de frappe

Un quartier-maître a été abattu avec un fusil longue portée dans un parc. Un témoin a vu un aéronef gris survoler les lieux au moment du drame. Il s'agit d'un drone de surveillance appartenant à la Marine. Les premières recherches révèlent que l'engin a été volé par le groupe terroriste de Parsa qui pourrait mettre sur pied une attaque à grande échelle. Le NCIS fait équipe avec l'ancienne petite amie de Gibbs, Hollis Mann, dépêchée par le ministère de la Défense.

S11 E13 • Le transporteur

Après l'explosion survenue au gala, McGee, légèrement blessé, se rend au chevet de sa petite amie, Delilah, qui a été hospitalisée dans un état sérieux. Gibbs exige qu'il ait un entretien avec la psychologue du NCIS avant de reprendre le travail. Ellie Bishop tente de rassembler les pièces du puzzle pour retrouver la trace de Parsa. Ses déductions mettent l'équipe sur la trace d'un comparse du terroriste, Bashir Malik.

S11 E14 • Des monstres et des hommes

Le meurtre d'un officier portuaire trahit la localisation possible de Benham Parsa, alors que l'équipe poursuit sa chasse à l'homme. Rapidement, Ellie Bishop révèle à Gibbs qu'elle poursuit le terroriste depuis plusieurs années dans le cadre d'une mission que lui avait confié son ancien patron au NSA et qu'elle a passé un contrat moral avec lui.

S11 E15 • A l'épreuve des balles

Les agents du NCIS sont appelés sur les lieux d'un accident impliquant un camion rempli de marchandises volées à la Marine. La cargaison comprend des gilets pare-balles défectueux destinés à la vente. Sur place, l'équipe trouve un sac appartenant à un adolescent. DiNozzo l'interroge pour savoir s'il a identifié le conducteur du véhicule. Les enquêteurs tentent également de retrouver les gilets déjà distribués au personnel militaire à l'étranger.

S11 E16 • Dimanche interruptus

Un homme s'étant fait passer pour un officier de la marine tire sur DiNozzo. Ce dernier riposte et abat l'inconnu. Seul témoin du drame : le père de DiNozzo, présent en ville pour faire certaines révélations à son fils. Le vieil homme est alors interrogé par un agent de l'Inspection générale qui mène une enquête sur cette affaire. Abby découvre que la victime était un détective privé réputé.

S11 E17 • Le come-back

L'équipe enquête sur la mort de deux hommes survenue dans une salle de concert à la suite d'une explosion. L'un était membre d'une fondation de charité militaire, l'autre était un bénévole qui participait à l'organisation d'un spectacle pour des soldats. Gibbs tente de savoir quelle était la véritable cible de cette attaque. Parallèlement, Palmer s'exerce aux gestes essentiels, nécessaires pour s'occuper de son futur enfant.

S11 E18 • Le privilégié (1)

Le corps de Dan McLane, un ancien agent du NCIS a été retrouvé à la Nouvelle Orléans. Gibbs va alors enquêter avec Dwayne Cassius Pride qui travaille maintenant pour le FBI.

S11 E19 • Le privilégié (2)

Gibbs se rend à la Nouvelle Orléans pour enquêter avec Pride. Ils sont sur les traces d'un imitateur du "tueur privilégié".

S11 E20 • Traque sur internet

Delilah, la petite amie de McGee, découvre un mail contenant des informations au sujet de l'assassinat de Keith Jones, un militaire à Budapest, survenu deux semaines plus tôt. La victime avait pour mission de démanteler un site Web clandestin qui servait à vendre de la drogue aux services de tueurs à gages. Lorsque sa responsable lui demande d'ignorer cette affaire, la jeune femme se tourne vers Gibbs. Bientôt, l'équipe du NCIS comprend que Jones n'est pas mort.

S11 E21 • Harcèlement

Le corps d'un officier de la Navy a été retrouvé en pleine rue. En permission pendant une semaine, il avait pris un appartement en ville avec son ami Thomas Burke, engagé sur le même vaisseau. La victime avait récemment alerté la cellule spécialisée dans les viols et le harcèlement sexuel de l'agression de l'une de ses amies, officier de marine. Gibbs et l'agent Maureen Cabot, qui dirige la cellule, l'interrogent sur les événements.

S11 E22 • Shooter

Un photographe de la Marine disparaît alors qu'il devait témoigner devant la cour martiale. L'équipe du NCIS enquête sur l'assassinat dont il a été témoin en Afghanistan ainsi que sur son dernier reportage sur les anciens combattants sans-abri dans Washington et ses environs. Au domicile du photographe, DiNozzo et Bishop trouvent une lettre de menace ainsi qu'une seringue contenant de l'héroïne.

S11 E23 • La fille de l'amiral

Tony DiNozzo se rend à Marseille pour participer à un séminaire sur la sécurité sur Internet. Mais sa véritable mission est de retrouver et ramener la fille de l'amiral Kendall, Amanda, une brillante étudiante qui se consacre désormais à faire la fête, à se droguer et à fréquenter des trafiquants d'armes russes. A peine arrivé, Tony découvre que ses contacts du NCIS ont tous été assassinés.

S11 E24 • Honore ton père

L'équipe enquête sur l'incendie d'un navire de l'armée survenu alors qu'il effectuait des manœuvres au large du Mariland. Le bateau servait de centre de détention secret pour interroger des terroristes capturés dans des conditions spéciales. Alors que l'enquête démarre, Vance annonce à Gibbs que son père vient de décéder à la suite d'une crise cardiaque. Gibbs part alors pour sa ville natale afin d'assister aux funérailles.