Les enquêtes du NCIS s'internationalisent : après avoir traité le cas d'un soldat revenu très perturbé de ses opérations en Irak, toute l'équipe d'enquêteurs se rend à Bagdad. Là, un militaire a été tué de manière bien étrange. Aux Etats-Unis, l'agent DiNozzo doit prendre une importante décision qui concerne Jeanne, la femme qu'il a côtoyée lors de sa mission d'infiltration et dont il est tombé amoureux.

Questa stagione prosegue le vicende accadute nella precedente. In effetti La Grenouille fa visita al direttore Shepard per costituirsi poiché teme che alcuni suoi nemici possano volerlo morto ma la donna si rifiuta di aiutarlo, condannandolo di fatto a morte. Negli ultimi episodi della stagione il direttore perde la vita in uno scontro di armi da fuoco. In seguito Gibbs e Mike Franks uccidono i responsabili della sua morte e poi, con l'aiuto del direttore aggiunto Leon Vance insabbiano la vicenda. Vance viene nominato nuovo direttore nel NCIS e decide dunque di sciogliere la squadra del MCRT assegnando a Gibbs de i nuovi agenti.

Den femte säsongen av NCIS hade premiär den 25 september 2007 och markerar slutet på Donald P. Bellisarios engagemang som showrunner. Den nya showrunner, från och med den här säsongen är Shane Brennan. Han avslutar La Grenouille-historien som slutade med en cliffhanger i säsong fyras final: "Angel of Death". Den här säsongen avslöjar också mer bakgrundsinformation om Gibbs.