El equipo del NCIS busca a un sospechoso y su móvil tras el atentado contra una gran instalación donde se ensamblan drones militares de combate. Además, Callen y Kilbride reciben noticias preocupantes sobre un cadáver hallado en Siria.

Tras el secuestro de un dúo de arquitectos especializados en el diseño de edificios seguros, el equipo del NCIS emprende una búsqueda para traerlos de vuelta a casa. Además, Deeks y Kensi se dan cuenta de que puede que necesiten ayudar a Rosa con sus deberes, y Anna se plantea una carrera fuera de las fuerzas del orden.

El equipo del NCIS une fuerzas con el FBI cuando un grupo de espeluznantes asesinos conocidos como "Los Cosedores de Cadáveres" regresa tras eludir su captura por el NCIS años atrás. Además, el padre de Sam hace un nuevo amigo en Arkady.

Cuando el avión de Aiden Hanna se estrella y es acusado de ser el culpable del accidente, el equipo del NCIS debe investigar para limpiar su nombre. Además, Rountree considera cómo quiere manejar las secuelas del incidente con la policía de Los Ángeles y Sam encuentra un nuevo cuidador para su padre.

El NCIS es llamado a investigar cuando una mujer es vista huyendo de la escena del asesinato de su marido. Además, Roberta Deeks llega a la ciudad para reunirse con Rosa, y Sam busca otro ayudante para su padre.

El NCIS es llamado a investigar después de que el contraalmirante Ted Gordon es secuestrado en su casa. Además, Kensi lucha para ser el padre divertido mientras Deeks está buscando apartamento con su madre.

Cuando un marine enferma durante una misión de entrenamiento debido al ataque de un arma genética, el NCIS debe localizar al responsable de desencadenarla. Además, Deeks lucha por conciliar el trabajo y la vida familiar cuando Rosa enferma de gripe.

El NCIS investiga un incendio provocado en Global West Ventures Corp, un contratista de defensa naval. Además, Rountree conecta con un ex y Kilbride le da a Callen archivos sobre Pembrook.

Cuando el NCIS investiga un tiroteo en un barco en el que roban un raro artefacto cultural, se sorprenden al saber quién es el dueño del barco.

Mientras la agente Rountree y Fátima buscan a Kilbride, que ha estado desaparecido en combate, sufren una emboscada y se enteran de que cada miembro del equipo tiene una recompensa de 200.000 dólares por su cabeza difundida en la dark web. El equipo del NCIS debe salvar a la agente Rountree y encontrar a Kilbride mientras todos los cárteles, sicarios, bandas y psicópatas les dan caza.

El crossover comienza en NCIS Navy Investigación Criminal S20E10 Demasiados cocineros (I) y NCIS: Hawai'i S02E10 Ultrafalso (II).

Cuando Tom Olsen, amigo de Sam, se ve perseguido por enemigos de su pasado, el equipo del NCIS debe averiguar quién le persigue.

El equipo del NCIS debe encontrar rápidamente a Kensi y Fátima después de que sean secuestradas y drogadas mientras buscan a un teniente de la Marina desaparecido, que además tiene vínculos con una peligrosa milicia islámica.

Cuando una misteriosa mujer ataca al fundador de una empresa de inteligencia artificial, el equipo del NCIS debe identificar a la mujer antes de que se produzca el próximo gran conflicto mundial. Además, la ex mujer de Kilbride, Elizabeth (Marilu Henner), viene de visita y le pide que piense en volver a conectar con su hijo.

Cuando un contramaestre es encontrado muerto con una aparente nota de suicidio, el equipo del NCIS debe investigar el misterio que rodea su muerte. Además, Callen y Anna empiezan a planear su boda y Sam tiene una conversación importante con su hija.

Sam Hanna debe ir de incógnito como luchador para atrapar al líder de una banda que trafica con drogas en la calle.

Cuando el equipo del NCIS recibe un mensaje críptico y urgente, Fátima y Rountree deben trabajar juntos para resolver el caso. Además, Kilbride planea visitar a su hijo y Callen le pide a Sam que sea su padrino.

El equipo del NCIS debe investigar cuando un reservista de la Marina es apuñalado y su laboratorio, lleno de pesticidas e insectos, es saqueado. Además, Kilbride ofrece a Sam el puesto de director de operaciones interino y Rountree piensa en su futuro.

Cuando cuatro personas, entre ellas un agente de la CIA, son asesinadas a tiros a plena luz del día, el equipo sospecha que los ataques tienen algo que ver con DRONA. Además, Pembrook se reúne con Callen y le da más información sobre su pasado.

Cuando un agente de la ATF desaparece, la agencia pide ayuda al equipo del NCIS para investigar el robo de armas de uso militar y localizar al agente. Además, Callen y Anna siguen planeando su boda, la hermana de Rountree hace una entrevista para la facultad de Medicina y Sam anima a su padre a participar en el ensayo del fármaco.

El equipo del NCIS continúa con el caso de la ATF y las armas de uso militar robadas. Además, Callen y Anna deciden celebrar una boda improvisada.