Des femmes sont retrouvées décédées dans des parcs ou manèges, habillées et maquillées comme des poupées.
L'équipe de Gibbs traque le tueur d'un lieutenant au sein même du Pentagone. Le principal suspect est un soldat, qu'une caméra de surveillance a filmé en train de fuir la scène du crime. Parallèlement, l'affaire du tueur en série est reprise par l'équipe du NCIS dirigée par l'agent spécial E.J. Barrett.
Lorsqu’un bateau d’esclave vieux de 150 ans est retrouvé au fond de l’eau, l’équipe doit offrir une sépulture décente aux victimes du naufrage. Mais ils découvrent dans la carcasse la trace d’un meurtre bien plus récent qui les mène sur un bateau aux mœurs bien plus légères.
Un bébé se fait enlever sur le parking d’un supermarché alors qu’il était avec sa mère. Wallowski engage alors Lightman pour enquêter mais rapidement Cal s’aperçoit que les deux parents cachent des secrets enfouis…
Sam est kidnappé par les membres d'une ancienne unité des forces spéciales, impliqués dans un trafic d'héroïne. Au même moment, l'homme responsable de la mise à pied de Michael se rend enfin à Miami.
