W pierwszym odcinku najnowszej odsłony serialu NCIS, agenci starają się rozwikłać zagadkę śmierci oficera marynarki, który został zastrzelony podczas wymiany ognia, która wywiązała się pomiędzy policjantami a dilerami narkotyków. Wydaje się, że oficer był zakładnikiem, ale agenci Callen (Chris O'Donnell) i Hanna (LL Cool J) wkrótce odkrywają, że sprawa jest dużo bardziej skomplikowana.

Trzech byłych członków oddziałów specjalnych SEAL przerywa transakcję odbywającą się między handlarzami narkotyków. W trakcie strzelaniny ginie jeden z nich oraz działający pod przykrywką funkcjonariusz policji. Gdy agenci NCIS oglądają nagranie z kamer przemysłowych, Sam Hanna (LL Cool J) rozpoznaje jednego z kolegów, z którymi służył w oddziale SEAL.

Zostaje skradziony bezzałogowy statek latający (UAV), uzbrojony w rakiety „Hellfire". W rezultacie działań złodziei ginie żołnierz. Drużyna otrzymuje zadanie zlokalizowania sprawców. W trakcie śledztwa okazuje się, że ukrywają się oni gdzieś w Los Angeles. Czas bardzo szybko ucieka, a moment, w którym nieznani sprawcy będą chcieli wykorzystać śmiercionośną broń na amerykańskiej ziemi, zbliża się nieubłaganie.

W USA zostaje zamordowany pewien wpływowy biznesmen pochodzący z Iraku. Głównym podejrzanym jest Walton Flynn, były żołnierz, który miał chronić biznesmena na amerykańskiej ziemi. Drużyna otrzymuje informacje, że Flynn ukrywa się gdzieś w Los Angeles. Rozpoczyna się obława.

Ginie jeden z ludzi, którzy pracowali nad ściśle tajnym rządowym projektem. Człowiek ten w przeszłości pracował dla innego kraju, po czym uciekł do USA. Gdy agenci wpadają na trop podejrzanego, okazuje się, że jest on bardzo dobrze znany dyrektorowi NCIS. W tym odcinku gościnnie pojawiają się Pauley Perrette jako Abby Sciuto i Rocky Carroll jako Leon Vance.

Jedna z bardzo modnych w Los Angeles imprez na dachach budynków kończy się tragicznie. Ginie pewien młody i bardzo bogaty kawaler. Gdy śledczy przyglądają się bliżej jego tożsamości, okazuje się, że był to żołnierz piechoty morskiej, którego zadaniem było wtopić się w bogate środowisko. Niestety, agenci nie mogą zlokalizować nikogo, kto zleciłby żołnierzowi takie zadanie. Oprócz odkrycia tajnych wytycznych, które otrzymał zmarły, muszą również ustalić motyw, którym kierował się jego morderca.

NCIS zajmuje się śmiercią pewnej Rosjanki. Przy okazji, śledztwo odkrywa niewyjaśnione do tej pory fakty o zdarzeniu, które miały miejsce sześć miesięcy temu. Dokładnie pół roku wcześniej Callen został bardzo poważnie ranny podczas pełnienia obowiązków. Dzięki prowadzonemu dochodzeniu znajdują się dowody, które doprowadzą ich do odpowiedzi na pytanie, kto i czemu chciał śmierci Callena.

Ekipa zajmuje się śledztwem w sprawie morderstwa pewnego Marine. W międzyczasie Hetty bierze udział w przesłuchaniach w Senacie. Śledztwo prowadzi bohaterów do ugrupowania paramilitarnego oraz do skradzionych rakiet.

Bohaterowie muszą odłożyć na jakiś czas przygotowania świąteczne. Zostaje im zlecona sprawa, w której pewien Marine zginął, gdy wybuchł jego telefon komórkowy. Ekipa prędko zdaje sobie sprawę, że musi odnaleźć pozostałych członków jednostki żołnierza, by uchronić ich przed podobnym losem.

Callen chce podjąć się misji w pojedynkę, gdy zamordowany zostaje zwolniony warunkowo przestępca, którego on sam wsadził za kratki. Do tego celu przybiera jedną ze swych starych fikcyjnych tożsamości, podczas gdy reszta ekipy próbuje wspierać go, śledząc jego poczynania.

Callen pragnie podjąć samodzielne śledztwo, gdy ginie zwolniony warunkowo Joey Gale, skazany, którego posłał za kratki. Ofiara na kilka godzin przed śmiercią wysłała do niego email. Niedawno na wolność wyszli jego wspólnicy. Śledztwo oznacza dla Callena spotkanie z siostrą Joeya i konfrontację z jej trudną sytuacją rodzinną.

Rutynowe ćwiczenia przerywa ekipie sygnał „Agent potrzebuje wsparcia". Rozpoczynają się poszukiwania zaginionego agenta. Należący do niego samochód był ostrzelany. Wkrótce okazuje się, że zasadzka była przygotowana ze sporym wyprzedzeniem, lecz porwany podejrzewał, że jest śledzony. W sprawę zamieszani są Kolumbijczycy. Podczas wymiany zakładników akcja przybiera nieoczekiwany zwrot.

Podczas ataku na laboratorium wytwarzające narkotyki na miejscu zbrodni zostają znalezione ciała Marines. Wkrótce okazuje się, że w rzeczywistości nie byli żołnierzami, choć mieli autentyczne mundury i dokumenty. Śledztwo musi ustalić, czy stanowią zagrożenie dla bezpieczeństwa. Pojawiają się dowody łączące ofiary z Esther Balmore, która odpowiada za ściśle tajny projekt rządowy dotyczący przekształcenia jadu kiełbasianego w skuteczną broń. Wychodzi na jaw, że chemiczka zdołała przygotować dość trucizny, by zabić kilka milionów ludzi, zaś toksyna ma zostać sprzedana na aukcji.

Agentka Kensi Blye zostaje postrzelona podczas napadu na bank. Pozostali klienci stają się zakładnikami. Akcja cofa się o jeden dzień by ukazać, jak doszło do napadu. Ekipa prowadzi śledztwo w sprawie pieniędzy skradzionych w Bagdadzie przez organizację terrorystyczną. Jedyny ślad prowadzi do sierżanta Chada Jeffcoata, który wiedział o przesyłce.

Pod mostem zostaje znalezione ciało komandora podporucznika marynarki wojennej Calvina Lee. Początkowa teza mówiąca o samobójstwie musi zostać zrewidowana, gdy na jaw wychodzą kolejne zdarzenia: sekretny kochanek z poderżniętym gardłem, narzeczona mająca związki z chińską mafią i ojciec, który dowiaduje się o córce, której nigdy wcześniej nie znał.

Po śmierci marynarza w nielegalnym wyścigu ulicznym zespół NCIS odkrywa, że do samochodu ofiary ktoś świadomie wprowadził usterki a zamontowane w nim urządzenia to tajne prototypy sprzętu będącego własnością Amerykańskiej marynarki wojennej. Agent Callen jest zmuszony wziąć udział w kursach doszkalających dla kierowców.

Zespół śledczych z NCIS bada sprawę ulicznej strzelaniny, a jedyną osobą, która może dostarczyć im odpowiedzi jest młodszy brat ofiary, potencjalna ofiara kolejnego ataku. Agenci badają powiązania pomiędzy lokalnymi gangami a członkami marynarki wojennej.

Zespół NCIS prowadzi dochodzenie w sprawie zamordowanego żołnierza piechoty morskiej. Agent Sam Hannah otrzymuje zadanie przeniknięcia do szeregów zawodników MMA i zostaje zmuszony do wzięcia udziału w pojedynku w klatce.

NCIS prowadzi dochodzenie w sprawie zabójstwa oficera marynarki wojennej. Do współpracy zostaje przydzielony oficer łącznikowy z LAPD Deeks, który okazuje się niezbyt pomocny, ze względu na brak sympatii wśród innych pracowników departamentu policji w Los Angeles. W toku śledztwa agenci poznają Aubrey Darvę, córkę bogatego inwestora, która wprowadza ich w świat hollywoodzkich elit.