L'équipe du NCIS : Sydney fait tout son possible pour résoudre l'affaire d'un assassin déloyal en fuite lors de la prise de fonction chaotique de l'agent DeShawn Jackson à la tête de l'unité.

Quand une jeune fille trouve le corps d'un ancien officier de la marine dans le port, l'équipe remonte la piste jusqu'à un navire du XVIIIe siècle. Un mariage sur le thème de la piraterie y a lieu, et DeShawn et Evie s'infiltrent pour enquêter.

Quand le corps d'un ingénieur est découvert dans du béton, l'équipe fait appel à un ami de Roy.

Le NCIS: Sydney plonge dans le monde des complots en ligne quand la voiture d'un ingénieur explose.

Lorsque le corps d'un maître est retrouvé congelé, le NCIS: Sydney plonge dans le monde étrange de l'exploitation sexuelle et des fruits de mer.

Le suicide présumé d'un ancien SEAL pousse le NCIS: Sydney à enquêter sur ses camarades et un centre de bien-être… où ils se retrouvent au centre de toutes les attentions.

La mort suspecte d'un choriste de la marine américaine plonge le NCIS: Sydney dans le monde angoissant des fans obsédés, des stars et des rengaines. La musique se révèle un environnement mortel.

La découverte du corps d'un marin vidé de son sang pousse le NCIS: Sydney dans le monde des vampires contemporains, des querelles familiales, d'une vodka particulière et d'une matriarche nocturne avec un certain penchant pour le sang.

Crocodiles, moucherons carnassiers et « folie de la mangue »… Les problèmes s'accumulent dans la région du Top End où le NCIS: Sydney doit se rendre pour enquêter sur un entraînement conjoint des États-Unis et de l'Australie qui s'est révélé meurtrier.

La cérémonie commémorative du bombardement de Darwin approche, mais un missile Stinger a disparu et un meurtrier est en cavale. Le NCIS: Sydney a fort à faire pour empêcher une attaque dévastatrice.