Caitlin Todd all'inizio della prima puntata è un agente segreto assegnato all'Air Force One per proteggere il Presidente. Quando un ufficiale di marina a bordo dell'aereo muore misteriosamente si trova a dover aiutare l'agente speciale Gibbs e l'NCIS contravvenendo agli ordini impostigli dal suo superiore. Alla fine dell'indagine Kate viene licenziata dai Servizi Segreti e Gibbs si offre di assumerla nella propria squadra. Ha tre fratelli che lei definisce "totalmente pazzi" e una sorella.

Alla fine della seconda serie KAte viene uccisa da un colpo di fucile alla testa, sparato da Ari Haswari, un agente del Mossad che si è tramutato in terrorista e che vuole uccidere Gibbs. L'NCIS aveva già avuto modo di incontrare Ari. In una puntata della prima serie, Kate ha l'opportunità di uccidere Ari mentre è suo ostaggio ma non lo fa per qualcosa negli occhi di lui (l'episodio si conclude suggerendo che Kate fosse vittima della sindrome di Stoccolma). Il modo in cui viene uccisa era stato anticipato nel finale della prima stagione, quando Gibbs sogna di vedere il corpo di Kate in obitorio con un proiettile in testa. Dopo la morte di Kate, il personaggio riappare come fantasma all'inizio della terza stagione. La sua morte è particolarmente dura da accettare per Gibbs che si sente responsabile dell'accaduto e anche il fantasma di Kate sembra dire questo a Gibbs. Viene sostituita dall'agente Ziva David, sorella di Ari, che uccide il fratello per salvare Gibbs.

Personalità: Kate è particolarmente amica di Abby, anche perchè all'inizio sono le uniche due donne del team. Kate è esperta di profili psicologici. Caitlin ha un rapporto di amore odio con l'agente Dinozzo. Ha un notevole talento nel disegnare a mano e nel fare ritratti.