L'équipe du NCIS recherche un suspect et son mobile suite au bombardement d'une grande installation où des drones de combat militaires sont assemblés alors que Callen et Killbride reçoivent des nouvelles troublantes sur Hetty lorsqu'un corps correspondant à sa description est retrouvé en Syrie.

Après l'enlèvement d'un couple d'architectes spécialisé dans la conception de bâtiments sécurisés, l'équipe du NCIS lance une recherche pour les ramener à la maison tandis que Deeks et Kensi se rendent compte qu'ils pourraient avoir besoin d'aider Rosa pour ses travaux scolaires.

L'équipe du NCIS s'associe au FBI lorsqu'un groupe de meurtriers macabres connus sous le nom de "The Body Stitchers" revient après avoir échappé à la capture par le NCIS il y a des années alors que le père de Sam se fait un nouvel ami à Arkady.

Lorsque l'avion d'Aiden Hanna s'écrase et qu'il est accusé d'être responsable de l'accident, l'équipe du NCIS doit enquêter pour effacer son nom pendant que Rountree réfléchit à la façon dont il veut gérer les conséquences de l'incident avec le LAPD.

Le NCIS est appelé pour enquêter lorsqu'une femme est vue fuyant la scène du meurtre de son mari tandis que Roberta Deeks arrive en ville pour rencontrer Rosa et Sam cherche un autre assistant pour son père.

Le NCIS est appelé pour enquêter après l'enlèvement du contre-amiral Ted Gordon à son domicile et avec Deeks hors de la chasse à l'appartement avec sa mère, Kensi a du mal à être le parent amusant.

Un Marine tombe malade lors d'une mission d'entraînement en raison d'une attaque par une arme génétique, envoyant OSP dans une course pour trouver et arrêter qui est responsable alors que Deeks a du mal à concilier travail et vie familiale lorsque Rosa attrape la grippe.

Le NCIS enquête sur un incendie criminel à Global West Ventures Corp., un sous-traitant de la défense navale tandis que Rountree se connecte avec un ex et Kilbride donne à Callen des fichiers sur Pembrook.

Lorsque le NCIS enquête sur une fusillade sur un bateau dans lequel un artefact culturel rare est volé, ils sont choqués d'apprendre à qui appartient le bateau.

Alors que l’agent Rountree et Fatima sont à la recherche de Kilbride, qui a été porté disparu, ils sont pris en embuscade et apprennent que chaque membre de l’équipe a une prime de 200 000 $ sur leur tête via le Dark Web. L’équipe du NCIS doit sauver l’agent Rountree et trouver Kilbride pendant que chaque cartel, tueur à gages, gang et psychopathe les traque. 3e et dernier épisode d'un crossover en 3 parties : NCIS - 20.10 : L'affaire Dale Harding NCIS : Hawai'i - 2.10 : Traque à Hawaï NCIS : Los Angeles - 14.10 : Vivre et mourir à Los Angeles

Lorsque Tom Olsen, l'ami de Sam, se retrouve traqué par des ennemis de son passé, l'équipe du NCIS doit découvrir qui est à ses trousses.

L’équipe du NCIS doit rapidement trouver Kensi et Fatima après qu’elles aient été kidnappées et droguées alors qu’elles cherchaient un lieutenant de la Navy disparu et ayant des liens avec une dangereuse milice islamique.

Lorsqu’une mystérieuse femme attaque le fondateur d’une entreprise d’IA, l’équipe du NCIS doit identifier la femme avant que ne survienne le prochain grand conflit mondial. Aussi, l’ex-femme de Kilbride, Elizabeth (Marilu Henner), vient lui rendre visite et lui demande de penser à renouer avec leur fils.

Lorsqu'un sous-officier est retrouvé mort avec une note de suicide apparente, l'équipe du NCIS doit enquêter sur le mystère entourant sa mort. De plus, Callen et Anna commencent à planifier leur mariage et Sam a une discussion à cœur ouvert avec sa fille.

Sam Hanna doit se faire passer pour un combattant pour attraper le chef d'un gang qui vend de la drogue dans la rue.

Lorsque l'équipe du NCIS reçoit un message énigmatique et urgent, Fatima et Rountree doivent travailler ensemble pour résoudre l'affaire. De plus, Kilbride prévoit de rendre visite à son fils et Callen demande à Sam d'être son témoin.

L'équipe du NCIS est chargée d'aider l'unité des affaires non classées du NCIS avec un cas de 2003 et un sous-officier de la Marine disparu. De plus, Kilbride et son fils, Alex, travaillent à reconstruire leur relation.

L'équipe du NCIS doit enquêter lorsqu'un réserviste de la Marine est poignardé et que son laboratoire rempli de pesticides et d'insectes est saccagé. Kilbride propose à Sam le poste de directeur des opérations par intérim. Rountree pense à son avenir.

Quand quatre personnes, dont un officier de la CIA, sont abattues en plein jour, l’équipe du NCIS soupçonne que les attaques ont quelque chose à voir avec DRONA. En outre, Pembrook rencontre Callen et donne plus de renseignements sur son passé.

Lorsqu’un agent de l’ATF est porté disparu, le bureau demande l’aide de l’équipe du NCIS pour enquêter sur le vol d’armes militaires et localiser l’agent. De plus, Callen (Chris O’Donnell) et Anna (Bar Paly) continuent de planifier leur mariage, les entrevues de la sœur de Rountree (Caleb Castille) à l’école de médecine aussi et Sam (LL COOL J) encourage son père à participer à un essai clinique.

L’équipe du NCIS poursuit l’affaire avec l’ATF et les armes volées de qualité militaire. Aussi, Callen (Chris O’Donnell) et Anna (Bar Paly) décident d’un mariage impromptu.