Après avoir collaboré avec leurs homologues de Washington, venus sur l'archipel pour parachever leur enquête, Jane et son équipe reprennent leurs investigations, qu'il s'agisse d'élucider des meurtres, d'arrêter des tueurs en série ou de retrouver des personnes disparues. Une nouvelle affaire les amènent par ailleurs à unir leurs forces avec des collègues des autres entités du NCIS lorsque Jane est enlevée. Cette deuxième saison offre notamment plusieurs cross-over avec les autres franchises, pour le plus grand bonheur des fans.