A la vez que el agente especial «G» Callen (Chris O’Donnell) se enfrenta a los demonios de su pasado, tiene también que dirigir al equipo, el cual incluye a su ex-compañero de los SEAL de la Marina Sam Hanna (LL Cool J), la agente especial Kensi Blye (Daniela Ruah), y el agente de la policía de Los Ángeles Marty Deeks (Eric Christian Olsen), en una vibrante persecución de crueles terroristas, cabezas de misiles nucleares desaparecidas, herederos saudíes secuestrados, y brutales traficantes de personas. Para complicar aún más las cosas, la directora del OPS Hetty Lange (la ganadora de un Oscar Linda Hunt) guarda sus propios secretos, haciendo que los miembros del NCIS se cuestionen quién es el cazador y quién el cazado.