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在第11季的首集中，華盛頓特區發生的一起爆炸案導致聯邦調查局的部分人員受傷，這一事件改變了帕森斯對吉布斯和海軍罪案調查處團隊的看法。與此同時，迪諾佐和米基以平民身分繼續調查案件，儘管案件讓他們深陷危險。

東尼決心找到姬瓦，於是他前往以色列，在那裡順藤摸瓜，竭力搜尋她的最新下落。與此同時，吉布斯和團隊則繼續追捕巴沙和他不斷壯大的恐怖團夥。

海軍罪案調查處團隊借助 Twitter 調查關於海軍上尉的失蹤案件。與此同時，米基弄丟了自己的徽章，但卻沒有向吉布斯和上級彙報這一資訊。

吉布斯和米基前往阿富汗調查一宗謀殺案，但線索卻讓他們發現一個阿富汗婦女庇護所，多年來，麥可法蘭克斯都在為這個庇護所秘密提供支持。

一名軍務長遭到謀殺，迪諾佐在海軍罪案調查處負責的罪案現場看到一名犯罪嫌疑人，這名罪犯與15年前的案子有關，這讓他想起自己在巴爾的摩警察局工作的日子。

海軍罪案調查處與海岸警衛隊調查服務部門聯手調查一個鑽井平臺上的可疑爆炸案。與此同時，一個神秘人則用各種惡作劇戲弄海軍罪案調查處團隊的成員。

案件調查過程中，吉布斯忽然離開，去幫助他父親與戰時結識的一位飛行員重新取得聯繫。東尼和米基爭論應該由誰帶領團隊調查海軍陸戰隊中士的謀殺案件。

海軍罪案調查處團隊不得不重新調查一宗肇事逃逸謀殺案，一名前聯邦調查局探員如今成為了律師，她向吉布斯透露了本應保密的資訊，告訴他自己客戶的不在場證明十分可靠。與此同時，米基開始懷疑東尼的奇怪行為。

發現海軍部長在機密簡報會中遭人竊聽後，美國國家安全局分析師埃莉諾“埃利”畢夏普與海軍罪案調查處團隊攜手調查案件，而她早在兩年前就預測了這一安全性漏洞，還提供過具體細節。

海軍罪案調查處團隊發現一名謀殺犯與吉布斯和探員福奈爾前妻的現任男友有關聯，於是案件變得更為複雜了。與此同時，美國國家安全局分析師埃利畢夏普則在努力適應她在海軍罪案調查處團隊中的新角色。

軍人家庭中的許多孩子都患上了怪病，吉布斯和團隊著手調查原因。與此同時，艾碧和吉米與海軍醫療研究中心攜手合作，共同確定致病菌株，希望在節前製作出解藥。

在調查失竊的無人機案件時，海軍罪案調查處團隊發現整個案件與蹤跡難尋的恐怖分子巴沙有關。海軍罪案調查處團隊與國防部聯手調查此案，共同追蹤失竊的設備，防止恐怖分子將其用於大規模襲擊，而吉布斯的前女友霍利斯曼恩也在本集中現身。

為了找到恐怖分子巴沙，吉布斯和海軍罪案調查處團隊實用無人機襲擊案中的證據抓到了他的同夥，與此同時，米基在精神上仍未從事故中完全恢復，似乎舉步維艱。

在調查港口管理官員的謀殺時，團隊發現了巴沙的蛛絲馬跡，於是開始繼續追尋他的蹤跡。與此同時，畢夏普透露了她與這名隱秘的恐怖分子過去的聯繫。

在一輛滿載失竊美國海軍陸戰隊裝備的卡車中，海軍罪案調查處團隊發現了品質有問題的防彈衣，於是他們設法找到這些防彈衣的來源，確定哪些防彈衣已經發往海外的軍事人員那裡。

與一名假冒海軍軍官的罪犯交鋒時，迪諾佐和對方都拔出了佩槍，而嫌犯最終死亡。隨後的調查發現，唯一的目擊證人是迪諾佐的父親，他來這裡的目的是揭曉迪諾佐的一個秘密。本集是《海軍罪案調查處》的第250集。

在軍方舉辦的一個慈善音樂會上，一個炸彈爆炸了。海軍罪案調查處團隊需要判斷襲擊目標是80年代的過氣搖滾歌手，還是本案背後另有更大規模的圖謀。與此同時，吉米發現自己馬上就要當父親了。

前海軍罪案調查處探員，現任議員丹麥林的屍體在新奧爾良的海岸上被發現，吉布斯與他的前同事海軍罪案調查處特別探員道恩凱西烏斯普萊德攜手合作，在兩地與聯邦調查局之間共同調查本案。

證據顯示，犯罪嫌疑人的作案手法是在抄襲臭名昭著的“特權殺手”，於是吉布斯和特別探員普萊德前往新奧爾良追蹤線索。與此同時，畢夏普從克雷森特城給迪諾佐寄了一份特別紀念品，而米基和聯邦調查局則繼續在華盛頓特區追蹤與本案相關的政治聯繫。

回到國防部工作後，米基的女朋友狄萊拉在調查一宗爭議很大的案件時抽空回到海軍罪案調查處尋求幫助。與此同時，米基不確定是否應該向狄萊拉提出同居的建議，於是他向迪諾佐徵求建議。

一位海軍軍官的屍體在郊區的路邊被發現，海軍罪案調查處團隊需要確定，這名軍官是在酒吧鬥毆事件中被人謀殺，還是因為他對一位女性軍官遇襲事件知道得太多。與此同時，迪諾佐和米基開始進行果汁清腸，希望排除身體中的毒素。

一名海軍陸戰隊攝影師即將在軍事法庭聽證會上出庭作證，卻忽然離奇失蹤。海軍罪案調查處團隊對他要出庭作證的案件開展了調查，同時還調查了他記錄華盛頓地區無家可歸老兵的當前作品。

凡斯處長交給迪諾佐一個特別任務，讓他將一位上將的女兒從巴黎接回來。但迪諾佐卻走進了一個極富爭議的罪案現場，於是不得不回來向海軍罪案調查處團隊求助。

本集是第11季的大結局。一艘美國海軍軍艦實際上是被起訴的恐怖分子的秘密關押地點，海軍罪案調查處團隊需要調查這艘軍艦上發生的一起火災究竟是意外事件，還是恐怖分子逃跑時轉移視線的方法。與此同時，吉布斯在得知父親去世的消息後，回到兒時的故鄉參加葬禮。