Un operatore della CIA assiste involontariamente all'omicidio di un ufficiale, mentre utilizza un satellite per spiare una donna nuda che prende il sole in una base della marina. Il giovane segnala anonimamente il fatto, ma con l'aiuto di McGee la squadra di Gibbs lo individua e convince la CIA a fornire i dettagli per evitare lo scandalo, in quanto l'agenzia non è autorizzata ad operare in suolo statunitense. La vittima stava collaudando l'unico prototipo esistente di un nuovo sonar manuale e si ritiene che il fabbricante possa essere coinvolto, in quanto il prototipo non era perfetto e la sua scomparsa avrebbe fornito un pretesto per guadagnare tempo senza far saltare il contratto con la marina. Gli indizi portano però Gibbs a sospettare della moglie della vittima e con l'aiuto di un satellite spia, manovrato da un amico di Abby che lavora alla NASA, la squadra la segue fino al nascondiglio dove essa aveva occultato le prove dell'omicidio.