Los efectivos del NCIS investigan el asesinato de un oficial de la Marina durante un tiroteo contra unos narcotraficantes. Los primeros indicios apuntan a que el militar fue tomado como rehén, hasta que Callen y Sam descubren que la víctima, tras ser secuestrada, utilizó sus conocimientos para enviar vía satélite varias fotos de alto secreto sobre una campaña antidroga a un capo del narcotráfico, situación que cuestiona su lealtad al ejército de los Estados Unidos. Una investigación posterior revela que el oficial se vio obligado a prestar su colaboración, ya que los criminales habían secuestrado a su sobrina.

Tres miembros del SEAL enmascarados irrumpen en una operación de venta de droga robando el dinero del narcotráfico, acción que concluye trágicamente con la muerte de dos inocentes, entre ellos un agente de policía encubierto. Tras visionar la cinta de las cámaras de seguridad, Sam descubre que uno de los ladrones es un antiguo compañero del SEAL, por lo que se centra en la búsqueda de los otros dos asaltantes y de pruebas incriminatorias con las que condenarles.

Liderados por Sam y Callen, los efectivos de la Oficina de Proyectos Especiales trabajan contrarreloj en un nuevo caso: el robo de un convoy que transportaba un misil armado a un nuevo emplazamiento. Tras realizar las primeras investigaciones, los agentes descubren que el conductor del camión es un extremista islámico que trabaja en una empresa de informática. Cuando las fuerzas de seguridad localizan al sospechoso, éste se suicida. Poco después, los expertos del NCIS descubren que un vídeo del robo del misil se ha enviado desde una de las aulas de la Universidad. Kensi decide entonces infiltrarse en el campus para descubrir a los responsables del robo.

Sam y Callen se embarcan en una nueva misión: localizar y capturar a Walton Flynn, empleado de la empresa de seguridad privada Citdential quien tras volverse loco en Irak, asesinó al importante hombre de negocios iraquí al que estaba protegiendo. Poco después, los efectivos de la Oficina de Proyectos Especiales descubren que el escolta ha pedido ayuda a una compañera del instituto de la que está enamorado, por lo que los agentes se infiltran en su entorno para descubrir la razón por la que quitó la vida a su protegido.

Un francotirador asesina en la playa a un científico asignado al DARPA, un proyecto militar de alto secreto, por lo que el NCIS decide investigar el caso. Poco después, Sam y Callen descubren en una oficina el cuerpo sin vida del socio de la víctima tras ser brutalmente golpeado. Los expertos en infiltración comparan las evidencias de ambos crímenes cuando Leon Vance les informa que el responsable es Lee Wuan Kai, una asesina profesional que estuvo a punto de acabar con su vida hace unos años. La investigación da un giro inesperado cuando la sospechosa llama a Vance para informarle que ella no mató al socio del científico.

Los efectivos del NCIS abren una nueva investigación cuando un marine, Brandon Valdivia, es arrojado desde la azotea de un moderno hotel. Tras estudiar el historial financiero de la víctima, Kensi y Dom constatan que el fallecido y su empleado, Alex Walter, participaron en una operación de falsificación de dinero. Natalie Giordano, agente del Servicio Secreto, informa a los expertos en infiltración que este caso está relacionado con una red de falsificación a la que está investigando. Posteriormente, los miembros de la Oficina de Proyectos Especiales localizan a Walter, quien afirma que él y Valdivia falsificaban billetes con unas planchas que encontraron cuando estuvieron destacados en Bagdad.

A raíz del misterioso asesinato de una ciudadana rusa, los efectivos de la Oficina de Proyectos Especiales localizan nuevas evidencias que les permiten descubrir los motivos y la identidad de quien intentó matar a Callen hace seis meses en el transcurso de una misión.

Mientras Hetty viaja a Washington para participar en una sesión del Senado, los expertos en infiltración investigan el asesinato del marine Lance Corporal. Tras llevar a cabo las primeras indagaciones, los agentes del NCIS descubren que la muerte del militar norteamericano guarda relación con el robo de cuatro misiles anti-tanque perpetrado por una peligrosa milicia. Callen, pro su parte, decide infiltrarse para recabar información sobre la localización.

Mientras investigan el extraño asesinato de un importante ingeniero naval, Sam y Callen reciben una ayuda inesperada: Abby Sciuto, una experta forense del NCIS -personaje interpretado por Paula Perrette ("NCIS: Naval Criminal Investigative Service", "Satan Hates You", "Time of Your Life")-, acude a Los Ángeles para prestar su ayuda en el esclarecimiento del crimen. La joven está convencida de que el homicidio guarda relación con el modus operandi de "Fantasma", un asesino en serie que nunca deja pruebas en el escenario del crimen y a quien ella ha estado investigando.

Mientras Hetty decora la oficina con los adornos navideños, Callen y los demás efectivos del NCIS investigan la muerte de un marine, víctima de una atentado con teléfono móvil. A medida que avanzan las pesquisas del caso, los expertos en infiltración descubren que el fallecido y tres compañeros pertenecían a la EOD, una unidad especializada en explosivos destacada en Irak. Los expertos en infiltración trabajan contra reloj para evitar que una nueva explosión acabe con la vida de otro marine.

Tras un pequeño altercado en un local de striptease, un joven de color empotra su camión contra el club arrollando a un oficial de la Marina. Poco después, los efectivos del NCIS descubren que el conductor del camión es un refugiado sudanés. Caracterizado como un adolescente llamado Moe, Sam decide recabar nueva información sobre el principal sospechoso del caso y del hombre que le acompañaba. Mientras tanto, Hetty, la directora de Operaciones del NCIS, se preocupa por el efecto que la sobrecarga de trabajo pueda estar teniendo en el equipo.

El asesinato de un taxista horas después de que enviara un correo electrónico a un viejo alias de Callen obliga a los expertos en infiltración a reabrir un viejo caso. Hace cuatro años, Callen se hizo pasar por un policía militar corrupto para descubrir la identidad de tres marines que robaron cinco millones de dólares. A pesar del éxito de la operación, no logró recuperar el dinero robado. El agente decide infiltrarse nuevamente en solitario mientras sus compañeros de la Oficina de Proyectos Especiales siguen sus pasos desde la sede del NCIS.

Mientras se encuentran reunidos, los agentes del NCIS reciben un aviso urgente de Dominic pidiendo ayuda. Tras localizar la ubicación exacta del coche de su compañero gracias al GPS del vehículo, acuden al lugar donde la policía local examina el escenario. Aunque los expertos en infiltración constatan la presencia de restos sanguíneos en el automóvil, están convencidos de que Vail permanece aún con vida. Callen lidera la investigación del secuestro de su compañero, búsqueda en la que se vuelcan todos los efectivos de la Oficina de Proyectos Especiales.

Tras la misteriosa desaparición del agente Dominic Vail, los agentes del NCIS cuentan con una primera pista que podría ayudarles a localizar el paradero de su compañero, secuestrado hace varios meses por un peligroso grupo terrorista. La recepción de un vídeo con imágenes de Vail enviado a la Oficina de Proyectos Especiales desde una página web vinculada a la Jidhad lleva a los agentes a estrechar el cerco a este grupo extremista islámico con un único fin: recabar información que les permita liberar a Vail.

El ataque a un avión privado inmediatamente después de su aterrizaje resulta ser una acción terrorista planeada para liberar a Ala A Din Keshwar, peligroso terrorista que se encontraba bajo la custodia de la Marina durante su traslado a Los Ángeles. Los miembros de la Oficina de Proyectos Especiales se involucran de lleno en el caso, dado que Keshwar era la persona que exigían los captores de Dominic a cambio de la libertad del agente del NCIS. Sam y Callen inician un carrera contrarreloj para evitar que el terrorista fugado huya del país.

Tras la misteriosa desaparición del agente Dominic Vail, los agentes del NCIS cuentan con una primera pista que podría ayudarles a localizar el paradero de su compañero, secuestrado hace varios meses por un peligroso grupo terrorista. La recepción de un vídeo con imágenes de Vail enviado a la Oficina de Proyectos Especiales desde una página web vinculada a la Jidhad lleva a los agentes a estrechar el cerco a este grupo extremista islámico con un único fin: recabar información que les permita liberar a Vail.

Mientras se encuentran reunidos, los agentes del NCIS reciben un aviso urgente de Dominic pidiendo ayuda. Tras localizar la ubicación exacta del coche de su compañero gracias al GPS del vehículo, acuden al lugar donde la policía local examina el escenario. Aunque los expertos en infiltración constatan la presencia de restos sanguíneos en el automóvil, están convencidos de que Vail permanece aún con vida. Callen lidera la investigación del secuestro de su compañero, búsqueda en la que se vuelcan todos los efectivos de la Oficina de Proyectos Especiales.

Un francotirador asesina en la playa a un científico asignado al DARPA, un proyecto militar de alto secreto, por lo que el NCIS decide investigar el caso. Poco después, Sam y Callen descubren en una oficina el cuerpo sin vida del socio de la víctima tras ser brutalmente golpeado. Los expertos en infiltración comparan las evidencias de ambos crímenes cuando Leon Vance les informa que el responsable es Lee Wuan Kai, una asesina profesional que estuvo a punto de acabar con su vida hace unos años. La investigación da un giro inesperado cuando la sospechosa llama a Vance para informarle que ella no mató al socio del científico.

Liderados por Sam y Callen, los efectivos de la Oficina de Proyectos Especiales trabajan contrarreloj en un nuevo caso: el robo de un convoy que transportaba un misil armado a un nuevo emplazamiento. Tras realizar las primeras investigaciones, los agentes descubren que el conductor del camión es un extremista islámico que trabaja en una empresa de informática. Cuando las fuerzas de seguridad localizan al sospechoso, éste se suicida. Poco después, los expertos del NCIS descubren que un vídeo del robo del misil se ha enviado desde una de las aulas de la Universidad. Kensi decide entonces infiltrarse en el campus para descubrir a los responsables del robo.

Tres miembros del SEAL enmascarados irrumpen en una operación de venta de droga robando el dinero del narcotráfico, acción que concluye trágicamente con la muerte de dos inocentes, entre ellos un agente de policía encubierto. Tras visionar la cinta de las cámaras de seguridad, Sam descubre que uno de los ladrones es un antiguo compañero del SEAL, por lo que se centra en la búsqueda de los otros dos asaltantes y de pruebas incriminatorias con las que condenarles.

Los efectivos del NCIS investigan el asesinato de un oficial de la Marina durante un tiroteo contra unos narcotraficantes. Los primeros indicios apuntan a que el militar fue tomado como rehén, hasta que Callen y Sam descubren que la víctima, tras ser secuestrada, utilizó sus conocimientos para enviar vía satélite varias fotos de alto secreto sobre una campaña antidroga a un capo del narcotráfico, situación que cuestiona su lealtad al ejército de los Estados Unidos. Una investigación posterior revela que el oficial se vio obligado a prestar su colaboración, ya que los criminales habían secuestrado a su sobrina.

El ataque a un avión privado inmediatamente después de su aterrizaje resulta ser una acción terrorista planeada para liberar a Ala A Din Keshwar, peligroso terrorista que se encontraba bajo la custodia de la Marina durante su traslado a Los Ángeles. Los miembros de la Oficina de Proyectos Especiales se involucran de lleno en el caso, dado que Keshwar era la persona que exigían los captores de Dominic a cambio de la libertad del agente del NCIS. Sam y Callen inician un carrera contrarreloj para evitar que el terrorista fugado huya del país.

Sam y Callen se embarcan en una nueva misión: localizar y capturar a Walton Flynn, empleado de la empresa de seguridad privada Citdential quien tras volverse loco en Irak, asesinó al importante hombre de negocios iraquí al que estaba protegiendo. Poco después, los efectivos de la Oficina de Proyectos Especiales descubren que el escolta ha pedido ayuda a una compañera del instituto de la que está enamorado, por lo que los agentes se infiltran en su entorno para descubrir la razón por la que quitó la vida a su protegido.

Los efectivos del NCIS abren una nueva investigación cuando un marine, Brandon Valdivia, es arrojado desde la azotea de un moderno hotel. Tras estudiar el historial financiero de la víctima, Kensi y Dom constatan que el fallecido y su empleado, Alex Walter, participaron en una operación de falsificación de dinero. Natalie Giordano, agente del Servicio Secreto, informa a los expertos en infiltración que este caso está relacionado con una red de falsificación a la que está investigando. Posteriormente, los miembros de la Oficina de Proyectos Especiales localizan a Walter, quien afirma que él y Valdivia falsificaban billetes con unas planchas que encontraron cuando estuvieron destacados en Bagdad.

A raíz del misterioso asesinato de una ciudadana rusa, los efectivos de la Oficina de Proyectos Especiales localizan nuevas evidencias que les permiten descubrir los motivos y la identidad de quien intentó matar a Callen hace seis meses en el transcurso de una misión.