第九季开始时，海蒂递交了退休文件，然后消失了。一位新的执行董事来了，并立即进行人事变动。与此同时，Sam仍在哀悼妻子的去世，他坚持要Callen找一个新的伴侣。

当一个臭名昭著的造假者的女儿抵达洛杉矶时，Sam被派去卧底做金融家，而Callen则与Anna合作追踪家族的最新计划。

在对一名在洛杉矶休假的海军中尉的谋杀案进行调查期间，NCIS小组发现了她走私到该市的机密监控简报，这些简报可能已经卖给了一名外国买家。

在街头价值100万美元的武器被盗后，该团队追踪了一场富有慈善活动的证据，促使莫斯利被列入客人名单，卡琳和山姆是她的安保人员。

在一位与俄罗斯寡头有联系的著名投资银行家被谋杀后，山姆以日间交易员的身份卧底。与此同时，Callen的一个别名是信用卡被盗的受害者，Mosley担心这预示着更大的事情。

当Deeks的前搭档变得无赖时，洛杉矶警察局侦探Whiting请求帮忙。

肯西被送往一个导弹发射设施，以帮助阻止核武器的接管。

该小组必须找到非法越境袭击加州公路巡逻队官员的袭击者；国土安全部派内尔专横的姐姐协助处理此案。

Callen和团队质疑中央情报局特工Joelle Taylor从绑架中逃脱并向Callen寻求帮助后的背景故事。

NCIS小组追踪一名技术高超的袭击者，该袭击者决心杀害一名巴西外交官，为其父亲的死复仇。

该小组调查了一起勒索软件攻击，该攻击摧毁了洛杉矶西部的整个电网，并使该市陷入瘫痪。此外，随着山姆妻子去世后的第一个假期的临近，他努力为家人找到最好的庆祝方式。

在犯罪现场发现凝固汽油弹后，NCIS小组调查唯一的伤亡人员是否与恐怖主义有关。

当海蒂在越南被绑架者折磨时，埃里克和内尔找到了她的下落线索，促使救援队在几乎没有信息的情况下组织了一次救援任务。

Callen、Sam、Kensi和Deeks加入了Hetty的越南战争团队，Sterling Bridges、A.J.Chegwidden和Charles Langston，执行一项危险的、不成文的救援任务，将Hetty从越南的绑架者手中解救出来。此外，莫斯利还请来了内尔的妹妹、国土安全专家西德尼·琼斯，协助洛杉矶的团队处理与海蒂在越南期间有关的证据。

Callen和Sam将Granger的女儿、前间谍Jennifer Kim从证人保护中拉了出来，以帮助团队找到一名获得炸弹材料库的地下间谍。

外交安全局逮捕了他的父亲Nikita Aleksandr Reznikov，作为交换两名在伊朗被扣为人质的美国摄影师的一部分。

在调查一个失踪人员案件时，该小组发现了一名为高薪偷窥者表演的杀手。此外，莫斯利指派凯伦作为她的搭档执行ATF的联合任务，以逮捕她过去的某个人。

Callen和Sam与Anna Kolcheck和酒精、烟草和枪支管理局（ATF）联手，Arkady Kolcheck警告NCIS，一名臭名昭著的国际武器经销商已返回美国。此外，此案还要求孙以银行IT技术人员的身份卧底。

在一个加密货币农场被抢走了超过1000万美元的比特币代码后，Sam和Hidoko秘密行动，Sam恢复了一个可能被泄露的前化名。

Callen、Sam和Nell必须找到火箭发射失败的碎片，包括一个绝密的政府装置；海蒂试图帮助基恩适应美国的生活。

一名海军陆战队士兵被一种罕见的神经毒气杀害后，NCIS与联邦调查局合作。此外，Deeks还分享了自己的梦想，即退出执法部门，开一家酒吧。

NCIS调查一名联邦监狱囚犯的谋杀案，该囚犯是一名臭名昭著的造假者的养女。此外，酒精、烟草和火器（ATF）内部事务委员会传唤Callen，讨论Anna Kolcheck在NCIS和ATF联合案件中的行为。

Sam在与卡特尔的交火中被枪杀后，一名嫌疑人接受了审讯，并透露了五年前绑架莫斯利儿子的Spencer Williams的新信息。

尽管有几名队员持严重保留意见，NCIS还是前往墨西哥执行一项冒险任务，寻找并营救莫斯利的儿子。

Callen、Sam和Kensi受了重伤，无法与美国的团队沟通，他们带着一只昏迷的Deeks，寻找安全的回家之路，卡特尔头目在他们的头上悬赏“死或活”。此外，Mosely和退役海军上将Hollace Kilbride恳求他们在墨西哥和哥伦比亚特区的联系人帮助他们失踪的同事

战术攻击服的原型从海军基地被盗并用于比佛利山庄的珠宝抢劫案后，团队必须确定是谁偷了这套衣服，以及他们的下一个目标是什么。此外，退役海军上将Hollace Kilbride暂时负责监督团队，而Mosely和Hetty则因未经批准的墨西哥任务而面临后果。

Callen和Sam被指派为副王储Kamal的保护任务，因为一名不明身份的刺客在Kamal抵达洛杉矶时瞄准了他的诱饵。

在他们的照片以及莫斯利和她儿子的名字被列入卡特尔打击名单后，NCIS团队处于危险之中。此外，NCIS副主任Louis Ochoa与特别检察官John Rogers一起抵达，就墨西哥的秘密任务采访莫斯利。

在协助NCIS进行卧底行动时，线人Elizabeth Williams被捕，小组无法为她提供不在场证明。此外，Callen还会见了ATF探员Anna Kolcheck，她在最后一起联合案件后仍被停职。

在莫斯利谋杀了一名卡特尔杀手后，NCIS小组试图找到她并离开了网格。