Callen en Sam zitten opgesloten in een gewapende onderzeeër die gericht staat door terroristen op een vliegdekschip in San Diego.

Het NCIS-team ontdekt dat een van hun is ontdekt als ze een moord onderzoeken van een marine aannemer die zich bezighield met illegale transacties.

Het NCIS-team onderneemt actie om een van hun te beschermen, terwijl ze ondervraagd worden door Justitie. Nell gaat undercover en in Washington heeft directeur Vance verontrustend nieuws voor Hetty.

Wanneer het NCIS-team te weten komt dat iemand uit hun verleden het op een van hen gemunt heeft, zoeken ze wanhopig de stad af. Nate Getz bezoekt Nell om haar te helpen met haar traumatische ervaring.

Callen en Sam gaan naar Mexico om de enige overlevende te vinden van een schietpartij bij defensie. Ondertussen probeert de rest van het team het motief voor de schietpartij te vinden.

Als Sam gearresteerd wordt voor het vermoorden van een vrouw, proberen Callen en Granger haar naam te zuiveren. Ondertussen ontdekken Kensi en Deeks een link tussen het slachtoffer en een student uit Sams verleden.

Als een man wordt vermoord door een kleine drone, ontdekt het team zijn connectie met een terroristengroep die nog een lokale aanslag wil plegen.

Kensi en Deeks onderzoeken de moord op een dakloze man die een voormalig marinier en CIA-agent was. Het onderzoek onthult dat het slachtoffer banden met het Mexicaans kartel had.

Nadat Granger is vergiftigd door de mol en Eric een van de zeven verdachten is, geeft Hetty opdracht voor een volledige afsluiting terwijl iedereen onderzocht wordt.

Sam denkt terug aan zijn eigen opvoeding en relatie met zijn vader, terwijl het team de moorden op mariniers met zonen in de militaire academie onderzoekt.

Het team onderzoekt een inbraak bij een cyberbeveiligingsbedrijf, maar Callen mag niet meehelpen als Hetty onthult dat zijn vriendin, Joelle, een van de ooggetuigen is.

Terwijl Callen undercover is in de postruimte van een bedrijf om een wapenhandelaar te onderzoeken, wordt het ingenomen door terroristen en wordt Callen een gijzelaar. Als het team aankomt om te helpen ontdekken ze dat in het hele gebouw explosieven zijn aangebracht.

Nadat V.S. Ambassadeur Nancy Kelly amper aan een terroristische aanslag is ontkomen in het V.S. consulaat in Tunesië, worden Callen en Sam op een geheime en gevaarlijke missie gestuurd om belangrijk bewijs te vinden.

Callen en Sam gaan undercover als voedselwagen eigenaars in Mexico, om de bron van een antrax vergiftiging te vinden voordat deze gebruikt word als een biologisch wapen.

Callen en Sam worden ontvoerd als ze een anonieme tip volgen over een vermiste CIA-agent. Wanneer het team ontdekt dat ze nergens te vinden zijn, realiseren ze zich dat het mogelijk een val was van terroristen.

Wanneer Callen en Sam de opdracht krijgen om een spion te pakken die gecontracteerd is door de CIA, word Sam neergeschoten en vraagt het team de hulp van Thapa, de elite Nepalese soldaat uit hun verleden.

Terwijl het team de dood van drie Afghaanse soldaten die in de V.S. trainden onderzoekt, ontdekken ze dat er ook nog twee Afghaanse soldaten worden vermist. Ze moeten hen gaan zoeken voordat deze informatie prijsgeven wordt aan hun gevangnemers.

Als drie FBI-agenten worden gedood in een explosie, zoekt het team naar de persoon die verantwoordelijk is voor de aanslag.

Als een rakettest wordt onderbroken en de raket een andere richting neemt, moet het team met behulp van een jonge computerspecialist op zoek naar de hackersgroep die verantwoordelijk is voor de aanval.

Callen en Sam zetten hun undercover identiteiten voort als gevangene en gevangenisbewaker om in een blanke nationalistische groep te infiltreren, waarvan men vermoedt dat deze gestolen nucleair materiaal bezit.

Callen en Sam zijn geschokt als een oude bekende, waarvan zij dachten dat deze recent vermoord was, ze opzoekt en om hulp vraagt.

Het team zoekt naar een voormalig marinier en uitmuntend sluipschutter, die uit een veteranenhospitaal is ontsnapt nadat ze zijn connectie met een leider van een extremistengroep hebben ontdekt.

De zaak met Arkady en zijn persoonlijke connectie tot een olietanker leidt Callen, Sam, Deeks en Kensi naar Moskou. Waar het team meerdere identiteiten moet aannemen om de daders op te sporen.