C'est une enquête de longue haleine qui attend Gibbs et McGee pour identifier le terroriste Sahar et déterminer ses prochaines cibles. Les deux agents du NCIS mettent tout en oeuvre pour le neutraliser et l'empêcher de faire de nombreuses victimes, y compris eux. Par ailleurs, le NCIS tente de faire toute la lumière sur des meurtres de Marines, un crash mystérieux ou encore des attaques visant des vétérans. La cohésion de l'équipe sera-t-elle mis à mal par certains secrets ? Cette 17e saison est marquée par le retour pour quelques épisodes de Cote de Pablo, qui incarne l'intrépide Ziva David.