Después de que Hetty prepare sus papeles de jubilación y desaparezca, el director ejecutivo Shay Mosley llega a Los Ángeles para supervisar al equipo e inmediatamente hace cambios de personal. Además, todavía de luto por la muerte de su esposa y viviendo en una caravana en la playa, Sam es reacio a que que Callen encuentre un nuevo socio.

Cuando la hija de un importante falsificador llega a Los Ángeles, Sam se encubre como financiero, mientras que Callen se reúne con Anna para hacer el seguimiento del último plan de la familia.

Durante la investigación del asesinato de una Teniente de la Marina en Los Ángeles, el equipo de NCIS descubre secretos clasificados de vigilancia que contrabandeó en la ciudad que pueden haber sido vendidos a un comprador extranjero.

Cuando unas armas valoradas en 1 millón de dólares son robadas, el equipo rastrea las pruebas que conducen hasta un evento benéfico, lo que lleva a Mosley a colarse en la lista de invitados con Callen y Sam como miembros de su seguridad.

Sam se infiltra cuando un prominente banquero de inversiones vinculado a un oligarca ruso es asesinado. Además, uno de los alias de Callen es víctima de un robo de tarjeta de crédito, y Mosley está preocupado de que esto indique algo mas.

El Detective Whiting de LAPD pide un favor a Deeks después de que su ex compañero, el Teniente Bates, decide escapar y sólo Deeks puede traerlo de vuelta.

Cuando un capitán de la Fuerza Aérea, con el que Kensi salió diez años atrás, facilita el acceso a una instalación de lanzamiento de misiles, es transportada al lugar para ayudar a frustrar el uso de armas nucleares.

En el episodio 200 de NCIS: Los ángeles, el equipo debe encontrar a un grupo de asaltantes desconocidos que cruzaron ilegalmente la frontera y atacaron a los oficiales de la Patrulla de Caminos de California. Además, el Departamento de Seguridad Nacional envía a la especialista Sydney Jones, la hermana mayor y de Nell, para ayudar a NCIS con el caso.

Callen y el equipo cuestionan la historia de la agente de la CIA Joelle Taylor cuando escapa de un secuestro y recurre a Callen en busca de ayuda.

El equipo de NCIS rastrea a una atacante altamente capacitada decidida a vengar la muerte de su padre matando a un diplomático brasileño.

El equipo investiga un ataque de ransomware que afecta a toda la red eléctrica del oeste de Los Ángeles y paraliza la ciudad. Además, a medida que se acerca la primera temporada de vacaciones desde la muerte de su esposa, Sam se esfuerza por encontrar la mejor forma de celebrarlas con su familia.

Tras detectar napalm en una escena del crimen, el equipo de NCIS investiga a la única víctima por posibles vínculos con el terrorismo.

Mientras Hetty está siendo torturada por sus captores en Vietnam, Eric y Nell encuentran una pista sobre su posible paradero, lo que lleva al equipo a organizar una misión de rescate con muy poca información.

Callen, Sam, Kensi y Deeks se unen al equipo de Hetty, Sterling Bridges, A.J. Chegwidden y Charles Langston en una misión de rescate peligrosa para salvarla de sus captores. Además, Mosley llama a la hermana de Nell, Sydney Jones, especialista en seguridad interna para que ayude al equipo en Los Ángeles con el procesamiento de pruebas relacionadas con la captura de Hetty en Vietnam.

Callen y Sam sacan a la hija de Granger, la ex espía Jennifer Kim, del programa de protección de testigos para que ayude al equipo a localizar a un espía clandestino que ha obtenido un arsenal de materiales para bombas.

Callen contempla todas las alternativas cuando el Servicio de Seguridad Diplomática detiene a su padre, Nikita Aleksandr Reznikov, como parte del intercambio por dos fotógrafos estadounidenses retenidos como rehenes en Irán.

Mientras investiga el caso de una persona desaparecida, el equipo descubre a un asesino que realiza espectáculos para voyeurs que desembolsan grandes cantidades de dinero. Además, Mosley asigna a Callen como su compañero en una misión conjunta con la ATF para detener a alguien de su pasado.

Callen y Sam unen fuerzas con Anna Kolcheck y la ATF cuando Arkady Kolcheck advierte al equipo de que un conocido comerciante internacional de armas ha regresado a los Estados Unidos. Además, el caso requiere que Eric se haga pasar por el técnico de TI de un banco.

Después de que una granja de criptomonedas es despojada de más de 10 millones de dólares en códigos de Bitcoin, Sam y Hidoko se infiltran, con Sam utilizando un antiguo alias probablemente comprometido.

Callen, Sam y Nell viajan al Bosque Nacional de Los Ángeles en busca de fragmentos del lanzamiento fallido de un cohete, incluido un dispositivo gubernamental de alto secreto. Además, Hetty intenta ayudar a Keane a aclimatarse a la vida en los Estados Unidos.

El equipo de NCIS se asocia con el FBI cuando un marine es asesinado con un raro gas nervioso. Además, Deeks comparte su sueño de dejar la policía y abrir un bar.

NCIS investiga el asesinato de una reclusa federal que fue hija adoptiva de un famoso falsificador. Además, Callen es convocado por la junta de Asuntos Internos de Alcohol, Tabaco y Armas de Fuego (ATF) para analizar las acciones de Anna Kolcheck durante un caso conjunto del equipo y la ATF.

Después de que Sam sea herido durante un tiroteo con el cártel, un sospechoso es interrogado y revela nueva información sobre el paradero de Spencer Williams, el hombre que secuestró al hijo de Mosley hace cinco años.

A pesar de que varios miembros del equipo tienen graves reservas, el NCIS viaja a México para una misión arriesgada de localizar y rescatar al hijo de Mosley.