Nick Torres et Jessica Knight quittent Washington pour Hawaï avec Jane et Ernie afin de poursuivre la piste du terroriste Maxwell, qui a piégé Alden Parker. De nouvelles découvertes sur le passé de leur cible les amènent à tenter de déjouer un projet d'attentat visant le Rimpac, l'exercice maritime des forces alliées organisé sur l'île d'Oahu...

Le NCIS plonge dans le monde illégal des courses de voitures après la découverte du corps d'un sergent de la Marine dans une décharge. Par ailleurs, Tennant s'inquiète à propos d'Alex qui semble lui cacher quelque chose, et Whistler est anxieuse à l'idée de présenter Lucy à ses collègues...

Appelée sur les lieux d'un accident de la route mortel, Tennant et son équipe découvrent qu'Audrey Garrett, la femme officier décédée, était un imposteur et que la véritable Audrey est bien vivante. Pour les besoins de l'enquête, Whistler infiltre une agence de personnel de ménage qui pourrait cacher des activités criminelles...

Un membre de la Navy est retrouvé mort sur un terrain sacré, dédié au dieu de la guerre, où le NCIS découvre cinq autres corps. L'équipe fait appel à l'agent spécial Neil Pike pour l'aider à arrêter un potentiel tueur en série sur l'île. Par ailleurs, Jane fait la connaissance de la nouvelle petite amie de son fils Alex...

L'équipe du NCIS enquête sur la mort du quartier-maître Ben Ioane qui était en visite sur l'île. Alors qu'il assistait à un match de football, le malheureux a été jeté d'une tribune. Fait étrange, la famille du défunt, à l'exception de son frère, refuse de parler à la police. De son côté, Lucy est contrainte de chercher un nouveau logement...

Lorsqu'un caporal trouve la mort sur une plage après avoir été exposé à du fentanyl, le NCIS doit trouver l'origine de la drogue afin d'éviter d'autres décès. Ils remontent la piste jusqu'à un avion immergé, qui semblait servir à passer la drogue. Ils découvrent un corps dans le cockpit de l'engin...

En l'absence de son beau-père, en mission dans un sous-marin, le jeune Théo vient signaler au NCIS la disparition inquiétante de sa mère, Allie Acosta. Leur enquête conduit les agents jusqu'à un chasseur de prime accrédité, Mitchell Smith, à la recherche de cette criminelle en col blanc depuis plusieurs années…

Un officier est assassiné alors qu'il travaillait de nuit dans un théâtre communautaire pour arrondir ses fins de mois. Après le départ provisoire de Lucy, le NCIS recrute Alan Lem, avec qui ils ont déjà fait équipe, pour cette enquête qui les conduira jusqu'au Mexique. Par ailleurs, Kai fait appel à Whistler pour enquêter sur un ami d'enfance devenu criminel...

Ernie a rendez-vous avec Carla Chase, mais celle-ci ne se présente pas. Informé, Tennant envoie Jesse et Kai au domicile de la commandante. Ceux-ci découvre que la maison a été mise sens dessus dessous. Des images de vidéosurveillance leur permettent de voir que Chase a été kidnappée par un ranger...

L'enquête conjointe des trois bureaux du NCIS conduit les agents à Hawaï, où leur ancien instructeur avait prévu de se rendre, pour traquer leur suspect : Simon Williams. Kidnappés à Washington et transportés à Hawaï, Tennant, Palmer et Hanna sont aux prises avec un agent de la CIA, Melina Devlin, en quête de réponses sur leur suspect...

L'agent spécial Pike est pris en embuscade dans une fusillade alors qu'il travaillait sous couverture pour une famille criminelle japonaise locale. Le NCIS et le FBI vont enquêter ensemble et découvrir une guerre de clans. Par ailleurs, Kai doit accepter que son père fasse l'objet d'une enquête fédérale pour avoir accepté de l'argent sale de son ami d'enfance...

Le NCIS enquête sur le meurtre d'un capitaine des forces spéciales et comprend vite qu'une omerta règne au sein de son unité d'élite. L'équipe remonte la piste jusqu'à un ancien membre, Ellis Kane, qui a eu une altercation avec la victime lors d'une mission au Niger avant de tout quitter pour devenir moine…

Un tuyau anonyme envoie le NCIS et la police sur une opération de démantèlement d'un laboratoire de métamphétamine qui explose alors que les équipes sont sur place. Kai, qui avait repéré la bombe et fait évacuer les lieux, s'avère être la cible de cette attaque en lien avec l'ami d'enfance de son père, Wally. Par ailleurs, Lucy mène sa première enquête à bord d'un porte-avions...

Lorsque les meurtres d'un capitaine de la Navy et de sa femme font écho à une ancienne affaire résolue, le NCIS doit déterminer s'il a affaire à un imitateur. L'équipe reprend contact avec Jim Carter, un ancien membre du NCIS. Mais celui-ci n'apprécie pas Tennant et lui reproche de l'avoir renvoyé…

Adrian Park, un déserteur du NCIS, sort accidentellement de sa cachette et met sa famille en danger. Le NCIS va l'aider à enquêter sur ceux qui essaient de s'en prendre à lui. De son côté, Lucy rentre de sa mission à Hawaï un jour plus tôt pour surprendre ses amis. Ces derniers avaient prévu une fête pour son retour et tentent de l'avancer mais éveillent les soupçons de la principale intéressée...

Le NCIS enquête sur une série de cambriolages de voitures au sein de la Marine et découvre que leur suspect est le fils d'un capitaine de corvette qui va ensuite être victime d'une agression. Whistler se débat avec un informateur peu coopératif, et Alex évalue ses options universitaires...

Le capitaine Milius retourne à Hawaï pour demander au NCIS de l'aider à protéger Adriana, une femme prête à communiquer des informations au FBI et au Département de la Défense au sujet d'un trafiquant d'armes très recherché, Dante Reeves. Par ailleurs, Milius avoue à Tennant que c'est grâce à lui qu'Alex a été accepté à l'Académie navale, ce qui n'est pas du goût de Daniel…

Jane Tennant escorte Laird Harriman, un suspect, lors de son transfert en hélicoptère. Lorsque l'engin s'écrase, tuant les deux pilotes, les survivants se retrouvent dans un milieu inhospitalier. Alors que l'équipe du NCIS se lance à la recherche des disparus, Jane tente de sauver sa vie et celle des autres passagers. Harriman, lui, a réussi à prendre la fuite...

Le NCIS enquête sur le décès d'un participant à une mission de simulation martienne. Mais l'accès très restreint de la zone ne leur permet d'envoyer qu'une seule personne : Ernie, qui avait postulé pour ce projet plusieurs années auparavant. Il est confronté à l'hostilité des participants qui redoutent que cette enquête ne fasse échouer la mission...

De service de nuit, Lucy reçoit un étrange appel d'un homme qui affirme avoir commis un meurtre. L'équipe retrouve effectivement un corps, mais Lucy est persuadée que cet appel téléphonique cache plus qu'un simple meurtre, et le NCIS se met en quête de l'identité de l'auteur du coup de fil...

Tennant se retrouve impliquée dans un meurtre après avoir été contactée par un homme qui a été abattu juste avant qu'elle ne le rencontre. Elle comprend très vite que cette histoire est liée à une ancienne mission quand elle travaillait à la CIA et rend visite à Maggie en prison. L'agent John Swift débarque au NCIS pour suspendre Tennant et reprendre l'enquête...

La mort d'un ancien agent du MI6 fait ressurgir les fantômes du passé de Tennant et la pousse dans ses retranchements alors qu'elle tente de découvrir qui tire les ficelles dans l'ombre. Le reste de l'équipe organise son soutien depuis Hawaï, et Whistler se rend à Caracas pour tenter de la retrouver...