La serie segue le vicende della principale squadra di agenti speciali dell'agenzia federale Naval Criminal Investigative Service (NCIS), denominata Major Case Response Team (MCRT), con sede al Washington Navy Yard di Washington. L'NCIS si occupa dei reati più gravi che vedono coinvolti membri o persone legate alla marina degli Stati Uniti o al corpo dei Marines. Il Major Case Response Team, in particolare, si occupa dei casi più difficili e delicati, quali ad esempio l'omicidio di uomini vicini al Presidente, morti di celebrità all'interno di basi della marina, minacce terroristiche e rapimenti.
