Les agents du NCIS tentent de découvrir qui cherche à les éliminer un par un. Dans son enquête, l'équipe reçoit l'aide inattendue de l'inspecteur Parsons.
Clayton Jarvis, secrétaire d'Etat à la Navy, a été tué par l'explosion d'une bombe, lors d'une soirée mondaine. L'ancien directeur du NCIS, Tom Morrow, a été blessé dans l'incident. Les agents découvrent que quelqu'un tente de les éliminer un par un. Gibbs se rend à Téhéran afin de rencontrer un informateur mais tombe dans un guet-apens. Tony, lui, essuie des tirs à son domicile, et Ducky se fait agresser dans son laboratoire. Dans son enquête, l'équipe reçoit l'aide inattendue de l'inspecteur Parsons. Réfugiée en Israël, Ziva pourrait elle aussi être en danger. Tony appelle Adam Eshel pour qu'il retrouve et protège la jeune femme...
Dans cette 11e saison, le personnage de Ziva David est appelé à quitter la série.