Deeks verschwindet bei einem Undercover-Einsatz, nachdem seine Partnerin mit einer Autobombe getötet wird.

Ein NCIS-Agent wird in Übersee von einem Killerkommando ermordet. Ein Mitglied dieses Kommandos taucht plötzlich in den USA auf.

Vier Marines gelangen bei einer Patrouille nahe der mexikanischen Grenze in einen Hinterhalt, einer stirbt, zwei werden vermisst, nur einer überlebt schwer verletzt.

Ein Marine wird tot in einem Parkhaus gefunden. Ihm wurde die rechte Hand abgetrennt. Der Marine war im Irak stationiert und es gibt Gerüchte, dass er damals antiken Schmuck gestohlen hat, den er nun verkaufen wollte.

Die Tochter eines Marines ist verschwunden. Kurz darauf erhält dieser ein Video, das zeigt wie seine Tochter lebendig vergraben wird. Dem NCIS-Team bleiben nur 9 Stunden, bis das Mädchen in ihrem Grab erstickt.

Callens Ex-CIA-Partnerin Tracy Keller zettelt in einem Navy-Rekrutierungsbüro eine Geiselnahme an. Ziel dieser Aktion ist es, Callens Aufmerksamkeit zu erlangen, denn Tracy benötigt dringend seine Hilfe: Sie fürchtet um ihr Leben, da sie im Zuge ihrer Tätigkeit als FBI-Agentin den Machenschaften einer rechtsextremen Bruderschaft auf die Schliche gekommen ist und sich nun bedroht fühlt. Callen erklärt sich schließlich dazu bereit, ihr zu helfen. Dennoch bleibt er skeptisch - und sein Misstrauen scheint berechtigt.

Ein Regierungsmitarbeiter wird von einem vermeintlichen Polizisten erschossen. Die Spur führt zu Terroristen.

Ein Army Officer einer Spezialeinheit, die sich der Suche und Zerschlagung von Terrorzellen verschrieben hat, wird zu Tode gefoltert.

Das Team des NCIS L.A. muss den Tod des Antiquitätenhändlers Kurt Renner aufklären, der im Besitz eines Schwarzbuches mit Geheiminformationen aus dem Kalten Krieg war. Wie sich herausstellt, scheint es Renners Mörder auf die darin enthaltenen Daten abgesehen zu haben. Einzig Hetty weiß, dass Branston Cole, ein alter Freund aus ihrer aktiven Zeit als Spionin, mit dem mysteriösen Buch in Verbindung steht und beginnt, auf eigene Faust nach Renners Killer zu suchen - nichtsahnend, in welche Gefahr sie sich dabei begibt.

Die Suche nach Renners Buch, das Geheiminformationen aus dem Kalten Krieg enthält, geht weiter: Nach dem Tod von Branston Cole macht sich das NCIS-Team daran, das Buch so schnell wie möglich in die Finger zu bekommen, um weitere Todesopfer zu verhindern. Aufgrund von Hinweisen ist nun nämlich klar, dass sowohl der CIA als russische Agenten hinter den darin enthaltenen Informationen her sind. Als Eric und Nell schließlich einen Code entdecken, den das erste Todesopfer Renner vor seinem Tod versteckt hat, geht die Jagd nach dem ominösen Buch in die letzte Runde.

Bei einer Schießerei ist ein früherer Agent der DIA, der unter einer posttraumatischen Belastungsstörung leidet, der einzige Überlebende.

Das NCIS-Team wird von Rose Schwarz, der Gerichtsmedizinerin des LAPD zu einer sehr ungewöhnlichen Ermittlung gerufen. Callen und Hanna sollen herausfinden, was mit einer Leiche passiert ist, die in Verbindung mit einem Navy-Tracking-System-Experiment stand und anschliessend auf mysteriöse Art aus der Leichenhalle verschwunden ist...

Anscheinend ist eine hochgeheime Datei von den Servern des Pentagon gestohlen worden. Die Veröffentlichung dieser Datei auf einer Internet-Plattform wäre eine äusserst blamable Sache für das Verteidigungsministerium. Da die Datei verschlüsselt ist, fehlt nur noch der Entschlüsselungscode, um die Daten im Internet zu veröffentlichen. In einem Wettlauf mit dem FBI verfolgt das Team die Spur zu Ray Crossen, dem Betreiber der Internet-Plattform, den sie aber nur tot vorfinden. Der Entschlüsselungscode scheint der Dreh- und Angelpunkt zu sein...

Moe, der im Gefängnis seine Strafe verbüsst, wird im Zuge eines Aufnahmeritus einer Gang schwer zusammengeschlagen. Sam wird vom Krankenhaus als seine Kontaktperson informiert. Sam besucht Moe im Krankenhaus und erfährt, dass Moe im Auftrag des NCIS als "Spitzel" arbeitet, um die Hintermänner einer terroristischen Vereinigung zu entlarven. Sam beschwert sich bei Hetty über den Einsatz von Moe und geht undercover ins Gefängnis, um Moe zu beschützen...

Sam gibt die Schuld für Moes Tod den Alleingängen von Callen. Callen überrascht in seinem Haus einen Einbrecher.

Callen und Sam ermitteln undercover bei der California Highway Patrol, der CHP, als Motorrad-Polizisten gegen einen Ring korrupter Cops, der sich 'California Gold Taxi Service' nennt und gegen entsprechende Bezahlung Aufträge für die Organisierte und nicht Organisierte Kriminalität erledigt. Anscheinend gibt es auch Verbindungen zu korrupten Militärangehörigen in Camp Pendleton.

Deeks platzt nach seinem täglichen Jogging in dem kleinen Supermarkt, in dem er täglich seinen Kaffee und seine Zeitung holt, in einen Raubüberfall. Er wird angeschossen und landet mit zwei Kugeln in der Brust im Krankenhaus. Das Team ist sehr betroffen und versucht mit Hochdruck, die Täter zu ermitteln.

Abdul, der Mörder von Sams Ziehsohn Moe, nimmt aus dem Jemen Kontakt zu Sams Tarnidentität Hakeem Fayed auf. Durch Overwatch war der NCIS in der Lage, Abduls Schritte lückenlos zu verfolgen.

Ein Navy-Nachrichtendienstler stellt ein Dossier über einen venezuelanischen Politiker zusammen, der gemeinhin als proamerikanisch gilt, in dem er in einem völlig anderen Licht dargestellt wird.

Im Stützpunkt Pendelton wird in ein Lagerhaus eingebrochen, in dem hochsensibles Material gelagert wird. Da die beiden Einbrecher überrascht wurden, bleibt unklar, was sie gesucht haben.

Der Teilhaber einer Firma, die sich auf Satellitentransporte ins All spezialisiert hat, kommt in einer Testkammer ums Leben. Der NCIS nimmt die Ermittlungen auf, weil es sich um hochgeheime Nanotechnologie handelt.

Ray Martindale, ein langjähriger Freund von Deeks, der auf die schiefe Bahn geraten ist und der von Deeks vor dem Knast bewahrt wird, indem er als Informant arbeitet, bringt den Waffenhändler Sanders mit seiner Aussage ins Gefängnis.

Ein brennender Mann stirbt in einem Restaurant in Santav Monica. Da es sich um einen SEAL zu handeln scheint, wird das NCIS-Team eingeschaltet.

Das Team kann sich mit der Nachfolgerin von Hetty nicht anfreunden und macht Hunter das Leben schwer. Hetty ist derweil in Prag und möchte jemandem namens Comescu eine Botschaft überbringen.