Liderada pelo Agente Especial Leroy Jethro Gibbs (Mark Harmon), a equipe de elite do NCIS (Serviço de Investigação Criminal Naval) investiga crimes envolvendo fuzileiros navais, militares da Marinha e suas famílias. Gibbs, um ex-fuzileiro naval, é um investigador implacável e mestre em interrogatórios, guiado por instintos afiados e evidências concretas. Ao seu lado está o agente Tony DiNozzo (Michael Weatherly), um ex-detetive de homicídios espirituoso e irreverente, mas sempre eficiente em sua função. A equipe conta também com Timothy McGee (Sean Murray), um especialista em informática frequentemente alvo das brincadeiras de DiNozzo, e Ziva David (Cote de Pablo), uma habilidosa ex-agente do Mossad. Abby Sciuto (Pauley Perrette), a enérgica e carismática técnica de laboratório de estilo gótico, é como uma filha para Gibbs, enquanto o excêntrico Dr. Donald "Ducky" Mallard (David McCallum) traz seu vasto conhecimento como médico legista. Com sede em Washington, D.C., a equipe desbrava casos complexos e perigosos, viajando pelos Estados Unidos e, ocasionalmente, ao redor do mundo. Combinando inteligência, tecnologia e dedicação, eles enfrentam desafios intensos para garantir justiça, revelando a dinâmica única que faz deste grupo uma força singular na investigação criminal.