Gli agenti speciali Sam Hanna e G. Callen, della sezione OSP dell'NCIS di Los Angeles indagano sulla morte di un marine, avvenuta durante una violenta sparatoria tra polizia e criminali.

In una casa a Malibu, in California, tre intrusi mascherati rubano una grossa somma di denaro; due uomini muoiono; il dipartimento di polizia di Los Angeles chiede aiuto all'NCIS; il direttore Vance affida il caso all'OSP di Los Angeles. Sam e la banda lo scoprono e ci lavorano

Durante un'esercitazione che coinvolge un drone armato e forze di terra a Camp Pendleton, il drone cambia rotta, lancia un missile, uccide un marine e scompare; la squadra di Callen indaga, individua i colpevoli e arresta il responsabile.

Un ex marine, ora impiegato presso un'azienda di sicurezza che lavora per il governo degli Stati Uniti, torna a Los Angeles da Baghdad, accusato di aver ucciso un iracheno; Vance incarica la squadra di Callen di trovare il marine; lo trovano e scoprono

Callen, Sam, Kensi e tutti gli altri indagano sull'omicidio di un cittadino americano di origini nordcoreane. Il caso tocca da vicino il direttore Vence.

Un caporale dei Marines di Camp Pendleton muore cadendo dal tetto di un hotel a Los Angeles; durante le indagini, la squadra di Callen scopre un collegamento con la contraffazione; interviene il Servizio Segreto; gli agenti federali individuano e arrestano tutti i criminali.

Una giovane donna non identificata muore durante una sorveglianza; la polizia di Los Angeles contatta l'NCIS. Durante le indagini, Callen e la sua squadra scoprono collegamenti e coincidenze che risalgono a 10 anni prima, a Mosca. Dopo una serie di ricerche, la squadra arresta il criminale.

Un caporale della Riserva dei Marine muore strangolato; era un informatore sul furto di sei missili dalla base dei Marine; durante le indagini, G e Sam si infiltrano sotto copertura; con l'aiuto di altri, riescono a catturare i criminali e a recuperare i missili.

Un sottufficiale capo della Marina, che lavorava su tecnologie classificate, viene assassinato. La squadra si mette alla ricerca di un assassino con un modus operandi particolare.

Un ex marine, che aveva prestato servizio come sergente maggiore in Iraq in un'unità EOD, muore a causa dell'esplosione di un ordigno nascosto nel suo cellulare; la squadra Callen indaga, rintraccia tre commilitoni dell'unità EOD, risolve il caso e cattura il colpevole.

Un guidatore ubriaco si schianta con un'auto rubata contro uno strip club; il guidatore muore, così come un avventore, un sottufficiale della Marina; la squadra Callen indaga; G trova un cadavere dentro un frigorifero e Sam ottiene una pista promettente; catturano il criminale.

Un uomo armato e travestito uccide un tassista; il tassista era un ex tecnico di sistemi della Marina, sottufficiale di terza classe; G è coinvolto come vecchio alias in un caso irrisolto; la squadra di Callen indaga; trovano gli indizi e smascherano il colpevole.

Dom, usando il suo cellulare, trasmette messaggi chiedendo aiuto; rispondono; trovano l'auto di Dom, vuota e insanguinata, ma di lui non c'è traccia. Eric fornisce degli indizi, che seguono, e fanno qualche progresso, ma Dom rimane

Un reporter televisivo accompagna un gruppo di agenti dell'ATF in un raid contro presunti trafficanti d'armi; sul ponte trovano i corpi di cinque civili, già morti, due dei quali (criminali di professione) indossano autentiche uniformi del Corpo dei Marines degli Stati Uniti.

Il mese scorso a Baghdad, durante un'imboscata a un convoglio, un marine statunitense è morto e sei sono rimasti feriti; poi una rapina ha portato via 5 milioni di dollari di fondi statunitensi; ora un indizio conduce a un collegamento nell'area di Los Angeles; la squadra di Callen ottiene il denaro, il cattivo

Un automobilista scorge il corpo di un ufficiale di Marina, appeso a un cavalcavia autostradale; la vittima era un sommergibilista, fisico nucleare, tenente comandante e ufficiale esecutivo di un motovedetto d'attacco rapido; Callen e i suoi compagni risolvono il mistero.

Durante una gara clandestina, un sottufficiale della Marina muore in un incidente; Callen e i suoi colleghi indagano; la vittima lavorava a qualcosa di altamente classificato. Sam ipotizza un omicidio. La squadra si mette al lavoro per risolvere il caso; Kensi trova l'ultimo tassello mancante.

Mentre un sergente artigliere dei Marines, Wendell, cammina di notte su un marciapiede a Los Angeles, due auto passano e quattro uomini armati di mitragliatrici AK-47 lo uccidono a colpi di pistola; Callen e la sua squadra indagano; G e Sam fanno visita al padre di Wendell e scoprono

Un marine viene trovato in un vicolo, sanguinante dagli occhi, dalle orecchie e dalla bocca. La squadra deve stabilire se è stato vittima di un agente biologico e chi lo ha ucciso.

Alle 02:15 del mattino, un tenente di vascello della Marina, Brian, con due ferite da arma da fuoco, a bordo di un'auto non sua, si lancia in un canyon da Mulholland Drive a Los Angeles, e poi muore; Callen e la sua squadra, incluso Deeks, indagano

Dom compare come prigioniero su un sito web jihadista; la squadra dell'OSP entra in azione; Sam vede il suo amico Moe; un messaggero fornisce un indizio su una ricca fonte di finanziamento per il terrorismo; Dom evade con l'aiuto di altri, e Sam lo trova, ma non troppo presto

All'aeroporto di Van Nuys, mentre due ragazzi osservano e filmano le operazioni di volo, un jet privato atterra con un prigioniero, scoppia una sparatoria e il prigioniero (il capo della TaJ) scompare; G e i suoi lo catturano e G scopre il resto della storia.

Mentre è sotto copertura, G si rende conto che qualcuno lo sta seguendo, G lo insegue e guarda mentre il suo inseguitore muore; G diventa un fantasma; due strane telefonate portano a importanti scontri con i bulgari e problemi con il computer. G e la squadra camminano

Mentre G, Sam e Kensi visitano il centro informatico e gli archivi cartacei di Keelson, i file del computer si autodistruggono e i locali prendono fuoco; tuttavia, riescono a salvare diversi documenti, tra cui un elenco delle 37 famiglie affidatarie di G.