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在第13季《海军罪案调查处》的第一集中，吉布斯被枪击后在一艘海军医疗船上生死未卜，而迪诺佐和乔安娜蒂格则前往上海，希望能将使命组织一网打尽。

吉布斯请团队协助美国缉毒局探员路易斯米歇尔（约翰加布里埃尔饰）帮忙调查一宗毫无头绪的案件，但迪诺佐发现吉布斯与这位探员有着更深入的个人联系，也因此希望帮助他破案。此外，吉布斯一改标准的部队短发，剪了一个更时尚的发型，而他的Polo衫也换成了高定正装衬衫，团队成员们对此议论纷纷。

一名海军陆战队员刚刚与吉布斯通话探讨潜在案件几小时后就在匡蒂科被人谋杀，毕夏普和米基乔装成一对已婚夫妇，对一位海军陆战队上尉和他的妻子进行监视。

一名前海军罪案调查处探员因偷窃证据而被凡斯抓获，而本集中的谋杀案刚好与这名前探员有关，于是凡斯与吉布斯合作，重新开始现场办案。

艾碧在一家医药实验室中调查谋杀案时，一伙武装分子占领了大楼，楼内的每一个人都变成了人质，而艾碧也困在了大楼中，无法与外界取得联系。

一名军务长遭到谋杀，而凶手的作案手法与当地的一名连环杀手极为相似，海军罪案调查处团队需要判断，到底这是该杀手的最后一名受害者，还是别人在模仿他的作案手法。此外，米基和狄莱拉在同居之前必须学会彼此妥协。

一名退役的海军少校遭到谋杀，海军罪案调查处调查此案的过程中，达奇不得不向大家透露，他参加了一个专门调查陈年旧案的秘密组织。

苏丹的一伙反叛军袭击了在这里志愿工作的医生，其中就包括迪诺佐前女友珍妮贝诺特的丈夫。迪诺佐和米基来到罪案现场，与当地部门联合调查这一谋杀绑架案，共同寻找失踪的医生。

一名军务长被指控谋杀，由于搜查令处理不当，该案件被撤销。但军务长为了证明自己的清白，主动要求在军事法庭审理此案，但前提条件是海军罪案调查处进行独立调查。此外，毕夏普和杰克讨论了他们的婚姻问题。

一名水手患有白血病，而他的两个兄弟都在海军陆战队的任务中被杀，为了避免这个家庭再次遭受不幸，海军部长请海军罪案调查处帮他找到骨髓移植配型。此外，毕夏普回到俄克拉荷马州的老家过感恩节。

一名男子声称他知道达奇多年前去世的同母异父弟弟的消息，随后攻击了达奇。海军罪案调查处团队四处寻找攻击者，而达奇则回忆起他与弟弟共同度过的最后时光。此外，随着圣诞节即将临近，毕夏普和杰克（杰米班柏饰）开始讨论他们的关系未来该如何发展。

一架飞机从新奥尔良飞往华盛顿，而机上乘客和机组人员全部中毒身亡，所有证据都指向失踪的厨师，也就是艾碧的弟弟卢卡（泰勒里特饰）。吉布斯和华盛顿团队与普莱德和新奥尔良团队联手合作，追寻卢卡的下落，同时调查为什么凶手会将一家科技私企作为下手目标。本集是两小时特辑的第一部分。

一名海员即将在陪审团面前作证，却在这个关键时刻被谋杀。在调查这一谋杀案件时，海军罪案调查处团队发现了一个国际人口贩卖组织居然死灰复燃。此外，一场风暴造成全城大停电，而米基则希望在同事家过夜。

一名深海潜水员在工作时被杀，除了他的尸体外，被列为嫌疑犯的同事都必须在高科技减压舱中停留四天。于是，海军罪案调查处团队只能另辟蹊径，用其他非传统方式调查本案。

海军部长撒拉波特（莱斯利霍普饰）发现自己的女儿遭到绑架，于是海军罪案调查处团队与联邦调查局携手合作，设法确定作案动机，找到她的女儿。此外，米基的幼年好友，现任海军罪案调查处特别探员瓦莱丽佩吉（克里斯蒂娜张饰）也前来协助团队，她曾接受过高级战略培训。

西里尔塔夫脱医生（乔恩克莱尔饰）被指派去给吉布斯的嫌疑犯做手术，在手术过程中，他亲身体会了海军罪案调查处团队负责处理的这个案件，还找到了关键证据。此外，迪诺佐在苏丹调查关于医生的线索时，顺便拜访了珍妮贝诺特（史卡蒂汤普森饰）。

就在一个案子看似证据确凿，准备结案时，海军罪案调查处团队中的每个成员都发现了问题，于是探员们的个人计划就此中断。此外，米基和狄莱拉（马戈哈什曼）就晚餐不应该讨论工作的重要性争论不休，而迪诺佐则在约会时喋喋不休地谈论购物，让对方感到无聊至极。

在《海军罪案调查处》的第300集中，海军罪案调查处团队重新调查特别行动部队狙击手在伊朗遭遇埋伏一案，原因是一对美国夫妇在该案案发六个月之后又在同一地区遇袭。前一案件的唯一生还者是海军陆战队枪炮军士艾伦戴维斯（泰迪各饰），他目前正在沃尔特里德陆军医疗中心治疗创伤后压力症候群。吉布斯需要与这位受伤的战士取得联系，请他提供口供。

一位海军公共事务官员被杀，妻子和情妇互相指责对方是凶手，海军罪案调查处团队需要确认到底谁在说谎。此外，迪诺佐的父亲安东尼迪诺佐（罗伯特瓦格纳饰）为一名无家可归的女人提供帮助，她认为老迪诺佐是自己的父亲。

东尼的身份被多名嫌犯盗用，而假冒的特别探员迪诺佐则开始勒索参议员。

包括一名前间谍在内的两名英国囚犯越狱成功并躲在货运集装箱中来到了美国，吉布斯和联邦调查局高级探员 T.C.福奈尔（乔史帕诺饰）在本集中联手调查此案。此外，米基忙着在部门内开展调查，决意找出迪诺佐是如何购买他的奢华住处的。

一名年仅14岁的青少年在家里遇袭时幸免于难，吉布斯怀疑他隐瞒了与案件相关的细节。此外，处长凡斯和联邦调查局高级探员福奈尔前往伦敦，继续追捕越狱的英国间谍。

海军罪案调查处团队与联邦调查局和军情六处联手合作，继续在全球范围内追捕越狱的英国间谍，他袭击了一名团队同事，而这名同事仍在加护病房中生死未卜。

在第13季的大结局中，海军罪案调查处团队与联邦调查局和军情六处联手合作，继续全球追捕越狱后不断袭击现任和前任探员的英国间谍。