Cuando un bombardero ruso desaparece mientras sobrevuela suelo estadounidense, Callen y Sam deben localizarlo en el desierto y asegurar sus armas e información antes de que los rusos a bordo destruyan el avión. Además, Hetty le da a Nell una misión críptica.

Cuando comienza el juicio de un suboficial en jefe que Callen y Sam arrestaron por crímenes de guerra el año pasado, se llama al equipo del NCIS para ayudar a encontrar al testigo estrella desaparecido.

Cuando Nell envía a Sam a encontrarse con un informante que planea denunciar un secreto militar, la vida de Hanna está en peligro cuando el hombre intenta atropellarlo y matarlo. Además, Kensi y Deeks debaten si comprar o no su primera casa.

Unos ladrones encuentran el cuerpo de un reservista de la Marina asesinado en medio de un robo y el NCIS debe trabajar con los ladrones para encontrar al asesino. Además, Kensi y Deeks luchan por decidir si están listos para dar el salto y comprar una casa.

Para obtener información sobre una cuestión de seguridad nacional, Kensi debe encontrarse cara a cara con un sociópata que ha estado obsesionado con ella desde que lo mandó a la cárcel hace años. Además, aunque Deeks está desesperado por mantener a Kensi a salvo, se ve obligado a dejar NCIS.

Antes de Navidad, Hetty le asigna a Callen el caso de su ex hermano adoptivo y su esposa quienes, al reingresar a los Estados Unidos, son acusados de contrabando de drogas a través de la frontera en sus tanques de oxígeno. Además, Deeks está sufriendo tras perder su trabajo en el NCIS.

Antes de Navidad, Hetty le asigna a Callen el caso de su ex hermano adoptivo y su esposa quienes, al reingresar a los Estados Unidos, son acusados de contrabando de drogas a través de la frontera en sus tanques de oxígeno. Además, Deeks está sufriendo tras perder su trabajo en el NCIS.

Cuando NCIS investiga el asesinato de un hombre que estaba a punto de revelar el origen de una operación de falsificación masiva, un viejo conocido se convierte en su principal sospechoso y revela la verdadera razón de su regreso. Además, Deeks lucha durante el entrenamiento para convertirse en un agente oficial de NCIS.

Mientras que NCIS debe localizar a un líder del crimen organizado que está tratando de comprar tecnología de defensa robada, Callen acude a Anna para hacerle la pregunta definitiva. Además, Deeks es expulsado del entrenamiento de NCIS solo para descubrir que Hetty tiene una sorpresa que le cambiará la vida.

Cuando la hija de Sam, Kam, es secuestrada después de liderar protestas en toda la ciudad, no se detendrá ante nada para encontrarla. Además, Deeks vuelve a unirse a NCIS y Callen busca respuestas sobre Anna.

Cuando Callen va al Centro Nacional de Contraterrorismo con el pretexto de interrogar a un activo ruso del caso del avión estrellado que investigó meses antes, las mesas se giran y es detenido, acusado de ser un agente ruso.

Después de que Callen recibe un críptico mensaje de Hetty, rastrea a la persona que lo sigue, llevándolo a un lugar remoto lleno de rusos... y cara a cara con Anna.

Para rescatar a Joelle de nuevas torturas por parte de los rusos, Callen y NCIS deben ofrecer a Anna como cebo a Katya. Además, Callen finalmente descubre quién lo acusó de ser un espía ruso.

Callen y el equipo descubren que Anna está retenida por un grupo con vínculos con la educación de Anna y deben rescatarla antes de que sea devuelta a Rusia por la fuerza. Además, el almirante Kilbride le hace a Nell una oferta seria.

El NCIS obtiene un disco duro que contiene un video "deep fake" de un terrorista fallecido y debe recuperar la tecnología peligrosa detrás de él. Sin embargo, cuando las comunicaciones del equipo son secuestradas durante su misión, se dan cuenta de que uno de ellos ha sido víctima del potencial de esta tecnologia.

Cuando se roba tecnología de grado militar, una ingeniera sorda, Sienna Marchione, que siempre quiso servir a su país y es la única miembro de su equipo que sobrevivió al robo, ayuda a Kensi y al NCIS a rastrear la tecnología antes de que la saquen del país.

Cuando un oficial de inteligencia naval es torturado y asesinado, el NCIS debe trabajar con Joelle, quien les informa que otros agentes de la CIA están siendo asesinados de la misma manera. Además, Kensi recibe una postal amenazante de David Kessler, el sociópata que está obsesionado con ella.

Deeks es secuestrado por un socio de Kirkin que necesita su ayuda y el NCIS investiga el tiroteo de un delfín militarizado equipado con un microchip ruso. Además, Beale le hace una oferta interesante a Nell y Hetty regresa.