Gravemente heridos e incapaces de comunicarse con el equipo en EE. UU., Callen, Sam y Kensi, con Deeks inconsciente, buscan un camino seguro por el que volver a casa cuando un jefe de cartel ofrece una recompensa por ellos "vivos o muertos". Además, Mosley y el Almirante Hollace Kilbride, retirado de la Armada, suplican a sus contactos en México y DC para conseguir ayuda con sus colegas desaparecidos.

Después de que el prototipo de un traje de asalto táctico sea robado de una base naval y utilizado en un atraco a una joyería en Beverly Hills, el equipo debe determinar quién robó el traje y cuál será su próximo objetivo. Además, el Almirante retirado de la Armada Hollace Kilbride supervisa temporalmente al equipo, mientras que Mosely y Hetty enfrentan las repercusiones en la misión no autorizada de México.

El equipo de NCIS está en peligro cuando sus fotos, así como los nombres de Mosley y su hijo, quedan incluidos en una lista de objetivos de un cartel. Además, el subdirector de NCIS, Louis Ochoa, llega con el fiscal especial John Rogers para entrevistar a Mosley sobre la misión "no oficial" en México.

Mientras ayuda al equipo de NCIS con una operación encubierta, la informante Elizabeth Williams es arrestada y el equipo no puede proporcionarle una coartada. Además, Callen se reúne con la agente de la ATF, Anna Kolcheck, quien permanece suspendida tras su último caso conjunto al equipo.

El equipo de NCIS intenta localizar a Mosley cuando acaba con un sicario del cartel y se sale de la red.

El equipo del NCIS se asocia con el Departamento de Estado tras descubrir que el asesinato de un traficante de armas está relacionado con una serie de delitos aparentemente ejecutados por alguien con un entrenamiento de élite de las fuerzas especiales. Además, Callen visita a la agente de la ATF, Anna Kolchec, en prisión mientras espera su sentencia.

El Director Adjunto Ochoa se ofrece de forma voluntaria para ayudar al equipo con una operación encubierta relacionada con un grupo terrorista que aboga por la fuerza militar extrema. Además, a Callen le preocupa lo que podría significar para el futuro del equipo este tipo de misiones.

El equipo investiga el robo de dinero, joyas e información clasificada en la casa del capitán de la marina Dean Hadlow, mientras estaba con su amigo, el general Omer Abidi de Pakistán. Además, Deeks y Kensi entrevistan a los candidatos para administrar el bar.

Un elaborado robo en un banco para robar una única caja de seguridad que tiene Veronica Stephens, un contratista de la Marina, lleva a NCIS a investigar a su corrupta consultora.

El agente especial de NCIS, Nicole DeChamps, se une al equipo de NCIS después de que un reservista de la Infantería de Marina con antecedentes de trastorno de estrés postraumático desaparezca después de un altercado borracho.

Después de que el jefe de logística de una estación de armas navales colapsa en el trabajo, el equipo del NCIS debe determinar si se trata de una amenaza terrorista o una avería provocada por el estrés. Además, Kensi y Deeks investigan diferentes lugares de luna de miel.

El equipo de NCIS trabaja con el Tribunal Penal Global cuando un sirio que busca justicia, David Sarraf, es brutalmente atacado mientras entrega pruebas que demuestran el uso de armas químicas en civiles. Kensi se queda en la escena del crime como apoyo de Sarraf, que está atrapado detrás de un vehículo.

El equipo se asocia con el FBI para localizar una célula terrorista en Los Ángeles que puede estar preparando un ataque inminente.

Mientras el equipo continúa buscando una célula terrorista en Los Ángeles, Callen y Sam permanecen atrapados en una sala de cine después de que varias bombas hayan explotado y todas las salidas restantes estén cableadas con explosivos.

El equipo de NCIS investiga el asesinato de un periodista que estaba escribiendo un artículo sobre una operación militar clasificada mal ejecutada. Además, a medida que el día de su boda se acerca, Kensi y Deeks trabajan en los últimos puntos de su lista de tareas pendientes.

Después de meses de planificación, la familia NCIS celebra la boda de Kensi y Deeks. Además, un viejo conocido, Anatoli Kirkin, le hace a Deeks una visita sorpresa el día de su boda y no va solo.

Sydney acude a su hermana Nell en busca de ayuda cuando su ligue del instituto, Andre Martinez, se involucra en un complot ruso para robar información del Departamento de Defensa. Además, el Fiscal Especial, John Rogers, lleva a cabo una revisión de rendimiento obligatoria con el equipo.

El agente del Departamento de Justicia, Lance Hamilton, pide ayuda a Sam para encontrar a un ex oficial de tácticas de patrulla fronteriza de los Estados Unidos que desapareció tras recibir una amenaza del cártel. Además, Kensi y el agente especial Steve Evans, del Departamento de Investigación Criminal del Ejército, se unen en una peligrosa misión para recuperar un disco duro robado que contiene inteligencia militar sensible.

Un Navy Seal es atacado mientras se encarga de la seguridad en un exitoso dispensario de marihuana, y Sam se compromete a detener personalmente al sospechoso por respeto a la hermandad de los marines.

Anna Kolcheck se escapa de la prisión con su compañera de celda, y Callen y el equipo de NCIS ayudan en la investigación para encontrarla.

El equipo de NCIS viaja a Cuba en una misión no autorizada cuando Callen consigue una pista sobre el paradero de Anna Kolcheck.

Callen y Sam trabajan con el Capitán Harmon Rabb, ex Jurado defensor general, y ahora Oficial ejecutivo del USS Allegiance, para evitar que simpatizantes de ISIS ataquen los portaaviones de los Estados Unidos.

Callen y Sam trabajan con el capitán de la Armada Harmon "Harm" Rabb, Jr. para ubicar a un grupo de simpatizantes del ISIS a bordo del USS Allegiance. Además, Hetty recluta a su amiga, la teniente coronel Sarah "Mac" Mackenzie, para ayudar a obtener información de un diplomático ruso.