... wann immer ein Verbrechen einen Soldaten, Offizier oder sonstigen Angehörigen der Flotte einbezieht, ermittelt der Navy CIS. Chef des Teams ist Leroy Jethro Gibbs (Mark Harmon) ein in Ehren ergrauter und eher wortkarger Ex-Marine, dreimal geschieden und unbequemer Ermittler. Unter ihm dient der scheinbar leichtfüßige Tony DiNozzo (Michael Weatherly), ein gutaussehender Frauenheld und Filmfan, der aber bei der Polizei schon reichlich Erfahrungen gesammelt hat. Der steht natürlich mit seiner ironischen Machonummer ständig auf Kriegsfuß mit der Ex-Secret-Service-Agentin Kaitlin Todd (Sasha Alexander) und nach deren Ausscheiden mit ihrer Nachfolgerin, der Ex-Mossad-Agentin Ziva David (Cote de Pablo), die zwar im Foltern erfahren ist, aber mit der englischen Sprache manchmal noch hadert. Für die technischen Spielereien ist der Computerexperte Timothy McGee (Sean Murray) zuständig, das Küken, das alle unterschätzen, während im Labor das leicht durchgeknallte Gothic-Girl Abby Sciuto (Pauley Perrette) für die Analysen zuständig ist und der altgediente Pathologe Donald "Ducky" Mallard (David McCallum) für die Autopsien.
Gemeinsam machen sie Jagd auf Mörder, Entführer, Erpresser und Terroristen, wenn sie nicht mit anderen Bundesbehörden, der Polizei oder ihren eigenen Vorgesetzten zu hadern haben...