Nach einem missglückten Raubüberfall flüchten Addison und seine Zwillingsschwester Liza Richtung Kanada. Mitten in der verschneiten Wildnis wird die Flucht durch einen Unfall gestoppt. Um ihre Spuren zu verwischen, trennen sich die Geschwister. Während eines Schneesturms wird Liza von dem Ex-Boxer Jay Mills aufgelesen. Der ist unterwegs zur Farm seiner Eltern Chet und June , um dort Thanksgiving zu verbringen. Auch Addison, der eine Spur der Gewalt hinterlässt, erreicht die Farm. Dort kommt es zum Showdown.
Der ehemalige Marinetaucher Charles Greene, der sich besonders für Soldaten mit Posttraumatischer Belastungsstörung einsetzte, ist ermordet worden. Sein Tod könnte etwas mit einem geplanten Terroranschlag in New Orleans zu tun haben. Aus diesem Grund arbeiten Pride und sein Team in diesem Fall eng mit den Kollegen des Homeland Security Departments zusammen.
Während Pride und das NCIS-Team 900 Pfund gestohlenen Sprengstoff suchen, der eine tödliche Gefahr für die ganze Stadt bedeutet, findet Brody heraus, dass der mit ihnen zusammenarbeitende Agent der Homeland Security möglicherweise ein Verräter ist. Sollte sich der Verdacht bewahrheiten, würde das eine katastrophale Sicherheitslücke für die Behörde und eine große Gefahr für die Stadt New Orleans darstellen.
Der Adoptivsohn des bekannten Komikers Monty Bender kommt bei einem Hotelbrand ums Leben. Angeblich hat Bender das Kind aus dem Fenster gehalten, um es vor dem Rauch zu schützen. Die Obduktion ergibt jedoch, dass der Junge bereits vor dem Ausbruch des Feuers tot war. Briscoe und Green glauben nicht an einen Unfall. Außerdem finden sie heraus, dass Bender pädophil ist. Staatsanwalt McCoy versucht Bender nun, über diesen Weg anzuklagen.
Der Mord an einem jungen Mädchen beschäftigt Briscoe und Green . Laut Aussage ihrer Eltern wollte sie das Wochenende mit ihrer Freundin Katie Corwin auf dem Land verbringen. Doch Katie gesteht, dass dies nur ein Vorwand war, um sich mit Kurt Lemond zu treffen. Er hatte am Tatabend in einer Bar Streit mit der Toten, scheidet jedoch als Täter aus. Die Ermittler stoßen auf Taxifahrer Mark Bruner und machen eine schreckliche Entdeckung. Offensichtlich ist der Mann ein Serienmörder.
Ein bekannter Kopfgeldjäger wird ermordet. Briscoe und Green finden heraus, dass der Tote hinter einem flüchtigen Vergewaltiger her war. Dafür hatte er einige Male mit Journalist Brian Kellog gesprochen, der mit dem Verbrecher ein Interview geführt hat. Die Ermittler gehen zunächst davon aus, dass der Kriminelle seinen Verfolger getötet hat. Doch die Spuren am Tatort weisen eindeutig auf Kellog als Mörder hin.
Elles Jamaika-Urlaub wird schnell zum Alptraum, als man sie des Mordes an einem Mann verdächtigt. Zur selben Zeit erreichen die anderen Teammitglieder in ihrem Urlaub sonderbare Hinweise, mit deren Hilfe sie einen weiteren Mord verhindern sollen. Doch schon kurze Zeit später taucht eine zweite Leiche auf.
Auf der Suche nach einem gefährlichen Psychopathen wird Elle von eben diesem angeschossen. Mit lebensgefährlichen Verletzungen wird sie ins Krankenhaus eingeliefert, wo die Ärzte um ihr Leben kämpfen. Der Täter allerdings konnte entkommen. Für ihre Kollegen beginnt ein wirres Rätselspiel, denn der geisteskranke Mann liefert immer wieder Hinweise, die den Ort eines zuvor entführten Mädchens beschreiben.
Katherine Cole, ehemaliger Profiler und mittlerweile leitende FBI-Agentin im Büro gegen Kinderpornographie, bittet Gideons Team um Hilfe. Ein Junge ist vor einem Jahr verschwunden. Seitdem fehlt von ihm jede Spur. Als der Junge bei einer Online-Auktion von einem Pädophilen angeboten wird, muss sich das BAU-Team beeilen, bevor sich die Spur des Jungen und seines Entführers erneut verlieren.
In der Stadt bricht ein Virus aus, das sich mit ungeheurer Geschwindigkeit verbreitet. Eines der ersten Opfer ist Dani Alvarez , mit der sich Peter verabredet hatte. Kurz nachdem ein Fremder ihr einen Drink spendiert hatte, verliert sie die Kontrolle über sich und wird überfahren. Megan arbeitet fieberhaft daran, die Quelle des Virus zu finden und muss wohl oder übel die Befehle des Seuchenschutzexperten Dr. Stafford befolgen.
Das Virus wütet weiterhin, ohne dass eine Lösung des Problems in Sicht wäre. Klar ist inzwischen, dass die Infizierten binnen 72 Stunden sterben. Auch Kate hat sich inzwischen infiziert. Unter Hochdruck fahndet die Polizei nach dem Urheber des Erregers, während Megan und Dr. Stafford daran arbeiten, das Virus zu entschlüsseln, um ein Gegenmittel entwickeln zu können.
Bei einem Autodiebstahl tötet der Täter Lamont Tyler die Fahrerin. Briscoe und Green können Tyler festnehmen und auch den Wagen sicherstellen. Im Kofferraum wartet jedoch eine unangenehme Überraschung auf die Ermittler. Offensichtlich fuhr die Tote Fläschchen mit den hochgefährlichen SARS-Viren herum. Die Spur führt zu Dr. Charles Blanchard . Reporterin Janine Wilson , die ehemalige Geliebte von Blanchard, behauptet, dieser habe sie mit den Viren umbringen wollen. Doch der Beschuldigte streitet alles ab.
Im Haus des bekannten Musikers John David Myers wird eine Schauspielerin ermordet. Briscoe und Green stellen schnell fest, dass der Einbruch, bei dem das Opfer angeblich getötet wurde, fingiert ist. Sie verhaften Myers, der die Tat gesteht. Allerdings finden die Ermittler heraus, dass dessen Psychiater Dr. Barrett mit der Toten eine Affäre hatte.
Bei einem Brand während eines Konzertes sterben über 20 Menschen, darunter auch ein Mitglied der Band. Briscoe und Green finden heraus, dass einer der Flammenwerfer, welche die Rockband für ihre Show benutzt, mit mehr brennbarem Stoff gefüllt war als üblich. Sänger Teddy Connor gerät unter Verdacht. Er wollte offenbar mit einem Feuerwerk an alte Zeiten seiner Band anknüpfen. Doch Connor erhält von der 18-jährigen Teresa ein Alibi. Angeblich hatte er zu der Zeit, als die Flammenwerfer präpariert wurden, Sex mit dem Mädchen.
Chance und D sind wie besessen davon, Blackstone Korruption nachzuweisen, und weiten deshalb die Überwachung aus. Während Chance sein Gehirn untersuchen lässt, weil er sich fragt, ob es einen medizinischen Grund für sein unberechenbares Verhalten gibt, versucht D, Blackstones Computer zu hacken. Dabei kommt es zu einem Zwischenfall.
Während Chance und D auf die Auswirkungen ihrer misslungenen Mission warten, sorgt sich der Psychiater um die Sicherheit seiner Familie. Später verbringt Chance eine Nacht allein mit Jaclyn und muss feststellen, dass diese bei weitem nicht so hilflos ist, wie sie vorgibt. Während sich Blackstone im Krankenhaus erholt, suchen Chance und D in seiner Wohnung nach belastendem Material.
In den Sümpfen wird ein weiteres Mordopfer gefunden. Man nimmt an, dass der Mann den Mord an McLane beobachtet hat und deshalb sterben musste. Alles deutet darauf hin, dass hier der Serienmörder am Werk ist, den McLane angeblich vor Jahren festgenommen hat. Nun regt sich der Verdacht, dass McLane damals Beweise gefälscht hat und der echte Mörder sich noch auf freiem Fuß befindet. Ein Junge hat gesehen, dass der Täter eine weiße Uniform trug und bringt damit Gibbs und Pride auf die richtige Spur.
McGees Freundin Delilah ist wieder zurück auf ihrem Posten im Verteidigungsministerium. Als sie in einem schwierigen Fall eine Spur findet, darf sie nicht selbst ermitteln und bittet deshalb das NCIS-Team um Hilfe. Gibbs und seine Leute müssen hier viel Fingerspitzengefühl beweisen, denn auch die Kollegen von der CIA sind in den Fall verstrickt. Während McGee darüber nachdenkt, Delilah zu fragen, ob sie zu ihm ziehen möchte, erfährt Tony von Delilah, dass sie mit dem Gedanken spielt, sich nach Dubai versetzen zu lassen.
Nachdem der Navy Officer Lester Tate auf einer abgelegenen Straße überfahren wurde, muss das NCIS-Team herausfinden, ob es sich wirklich um einen Unfall handelte. Die einzige Spur führt Gibbs in eine Bar, in der der Tote in eine Schlägerei verwickelt war. Dort stellt sich heraus, dass eine Freundin ihn um Hilfe gebeten hatte, da sie in dieser Bar unter Drogen gesetzt und später vergewaltigt wurde. Tate hatte anschließend in ihrem Namen Anzeige erstattet. Inzwischen aber streitet sie ab, dass überhaupt etwas passiert ist.
Als Reids Schwarm Maeve spurlos verschwindet, begibt sich das ganze Team der BAU auf die Suche nach ihr. Schnell gerät ihr ehemaliger Verlobter Bobby unter Tatverdacht, vor dem sich Maeve die letzten Monate versteckt hielt, weil er sie stalkte. Als dieser aber angibt ebenfalls verfolgt worden zu sein, stehen die Profiler wieder am Anfang ihrer Ermittlungen.
Die Profiler sind auf der Jagd nach einem blutrünstigen Serienmörder, der seine Opfer in Folie gewickelt und mit abgetrennten Augenlidern hinterlässt. Nachdem den Leichen auch das gesamte Blut entnommen wurde, fällt der erste Verdacht auf Vampirismus. Unterdessen fällt es Reid schwer, sich mit dem Tod seiner Freundin abzufinden. Obwohl er krankgeschrieben ist, gibt er der BAU den entscheidenden Hinweis auf den Mörder.
Die BAU wird nach Maryland gerufen, als die Töchter des Schriftstellers Bruce Morrison spurlos verschwinden. Wie sich herausstellt, verschwand ebenfalls Morrisons Ehefrau exakt ein Jahr zuvor, woraufhin Morrison selbst ins Visier der Ermittler rückt. Eine verhängnisvolle Affäre sowie ein rätselhafter Treuhandfond erhärten diesen Verdacht.
Die BAU untersucht eine Mordserie in Texas, bei der der Killer drei Menschen von unterschiedlichen Partys verschleppte, sie tötete und ihre Leichen anschließend an den jeweiligen Ort der Entführung zurückbrachte. Ermittlungen im Privatleben der Opfer ergeben, dass einer von ihnen ein Geheimnis über seine Sexualität hütete. Des Weiteren stellen sie fest, dass die Uhren auf die gleiche Uhrzeit gestellt wurden. Ist das der entscheidende Hinweis, der die Profiler zum Täter führt?
Als mehrere Leichen in Philadelphia gefunden werden, glauben die Profiler dem "Nachahmer" einen Schritt näher gekommen zu sein. Doch die Tatsache, dass es sich bei den Opfern allesamt um Krankenschwestern handelt, erinnert Rossi an einen ungeklärten Fall. 15 Jahre zuvor trieb ein Serienkiller in Pittsburg sein Unwesen. Dem Verdächtigen konnte die Tat nicht nachgewiesen werden, hinterließ den Mann aber mit einem ruinierten Ruf. Sinnt dieser nun als der "Nachahmer" nach Rache?
Ein Killer, der seinen weiblichen Opfern die Zungen entfernt, bevor er sie tötet, bringt die Profiler der BAU nach Minnesota. Wie sich herausstellt, offenbarten die Frauen ihre Sehnsüchte im Internet. Wurde ihnen dieser Leichtsinn zum Verhängnis?
Die Frau eines Mannes, den Danny James wegen Totschlags hinter Gitter gebracht hatte, lässt in einem Büro der TAC eine Bombe hochgehen und nimmt die Angestellten als Geiseln. Mit der Geiselnahme will sie Bull dazu zwingen, die Unschuld ihres Mannes zu beweisen.
Ein Computerspiel-Profi wird von seinem ehemaligen Team-Manager beschuldigt, ein Meisterschaftsspiel mit Absicht verloren zu haben. Bull soll dem Spieler helfen, dessen Ex-Boss wegen Verleumdung zu verklagen. Bulls Strategie besteht darin zu beweisen, dass sein Klient ein zwanghafter Gewinner ist, dem es psychisch unmöglich ist, ein Spiel absichtlich zu verlieren.
Ein Marine-Fotograf ist verschwunden, kurz bevor er vor einem Militärgericht über einen Mord in Afghanistan aussagen sollte. Als man seine Leiche findet, sieht alles danach aus, als sei er an einer Überdosis gestorben. Bei ihren Ermittlungen wird das Team mit der Situation obdachloser Veteranen in Washington D.C. konfrontiert. Die hatte der Tote zuletzt fotografiert. Abby nimmt sich die Schicksale der Veteranen sehr zu Herzen und versucht, eine obdachlose Frau wieder mit ihrer Familie zusammenzubringen.
Tony bekommt den Auftrag, Amanda , die Tochter eines Admirals , in Marseille abzuholen und nach Hause zu bringen. Als er jedoch im örtlichen NCIS-Büro ankommt, ist das Team, das Amanda dort betreuen sollte, tot. Unterdessen arbeitet der Rest des Teams zu Hause an einem Fall, in dem eine Leiche in einer Klärgrube gefunden wurde. Seltsamerweise scheint es auch in diesem Fall eine Verbindung zu Amandas Vater zu geben.
Das NCIS-Team untersucht ein Feuer auf einem Schiff, das als Gefangenenlager für angeklagte Terroristen dient. Unklar ist, ob es sich bei dem Brand um einen Unfall oder doch um Brandstiftung handelt. Nachdem Gibbs eine tragische Nachricht erhält, kehrt er in seine Heimatstadt zurück.
Henry Ross ist ein Star unter den Gourmets von San Francisco. Der Spitzenkoch und Foodblogger kennt die Szene wie kaum ein Zweiter. Ein Restaurantkritiker stirbt an einer Vergiftung im Fünf-Sterne-Restaurant, welches ein Freund von Ross betreibt. Nun soll Ross der Polizei bei der Aufklärung des Falles helfen. Er wird der Ermittlerin Meggie Price zugeteilt, deren Freude über die Zusammenarbeit mit einem Amateur sich allerdings in Grenzen hält.