性格迥异的刑警队长毛岳和模范教导员关一民,肩负重任走马上任。上任伊始,两位新领导便展现出不同凡响的魅力。面对群众的不信任,复杂的人际关系、彼此间工作意见的分歧,丝毫没有减弱他们的斗志。在省乐团爆炸案的烟尘中,他们踏上了新的征程。白婶被害案,三个火枪手团伙贩毒杀人案、珠宝店劫持人质案、黄龙全家被杀害、飞车团伙玩弄拆白党诡计、娱乐干部突然死亡等恶性案件接踵而来。流氓滋事、劳资纠纷、吸毒人员自杀、保卫干部凶杀情人、干警违纪滞留嫌疑人超时引发诉讼……
在Gibbs失踪这两个月里,Bishop临时担任海军罪案调查处的领导。他们试图让一切保持正常,但那几乎不可能。与此同时,巴拉圭任务无论结局如何,都将对本季后续剧情产生持续影响。Jennifer Esposito已经退出该剧,剧情安排她「离开海军罪案调查处去照顾患病的母亲」。这是在荧屏之外发生的,只有台词的描述,没有实际镜头。Maria Bello从15×04开始扮演一名犯罪心理学家,她曾在军中担任少尉,两次前往阿富汗前线。她是少数敢直接挑战Gibbs的人,但她和Gibbs一直都保持着相互尊重,他们的关系很特别。Delilah会在圣诞前后的新集中生下她和McGee的孩子,但也有说孩子在10月的新集中出生。Ducky(David McCallum)有机会在自己的母校致词,但他遇到了一个「非常有影响力的女人」。Clayton Reeves一个「天大的秘密」将在本季开播数集之后曝光,那是一个非常私人化的秘密。Robert Wagner本季某个时刻再次扮演Tony DiNozzo Sr.,Laura San Giacomo再次扮演Grace Confalone。