Laissé pour mort à l'issue de la saison précédente, Gibbs se remet de ses blessures et laisse DiNozzo en découdre avec La Vocation, un groupe terroriste opérant en Chine. Le NCIS retrouve ses collègues de Louisiane dans un épisode crossover avec "NCIS : Nouvelle-Orléans". DiNozzo est de nouveau mis à rude épreuve dans une enquête internationale mettant en jeu le NCIS, le FBI et les services secrets britanniques. Ziva sera directement menacée, au grand dam de Tony. L'acteur Michael Weatherly, l'un des piliers de la série, quitte ses compagnons à l'issue de cette 13e saison. Quant à Gibbs, il change de coupe de cheveux pour la première fois en 13 ans !.