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A inizio stagione il giovane e inesperto Timothy McGee, già apparso in alcuni episodi della prima stagione, diventa un membro fisso del team di Gibbs, mentre a Ducky si affianca Jimmy Palmer. L'arco narrativo di questa stagione è ancora legato ad Ari Haswari e ai suoi intrighi. Durante il corso della vicenda l'agente del Mossad non appare fino all'ultimo episodio, in cui dopo aver attaccato la squadra del NCIS, e dopo essersi rivelato un traditore, tende un agguato a Kate, uccidendola con un colpo di fucile.