本季初，Vance主任遭绑架已经一个月，Gibbs不得不暂代NCIS主任一职。与此同时，Gibbs和他的团队满世界寻找Vance主任的下落 。大卫·麦考姆将留在剧中继续出演Ducky医生，他和 马克·哈蒙（饰演Leroy Jethro Gibbs）是该剧仅存的两名原初演员。但因为年事已高（85岁），他的出镜时间将越来越少。维尔摩·瓦尔德拉玛将继续出演该剧，他从第14季开始扮演特别探员Nick Torres。Torres和Bishop（ 艾米丽·威克沙姆饰）的关系将变得更亲密，很可能朝着当年Tony和Ziva的方向发展。在第15季中客座演出3集的 戴安娜·里曾诺弗（饰Kasie Hines）被提升为本季的常规演员，顶替第15季结尾退出演出的 宝蕾·佩雷特（饰Abby Sciuto）。