Vanessa Lachey interprète le rôle de l’agent spécial en charge du NCIS Pearl Harbor, Jane Tennant qui, avec l’aide de son équipe de spécialistes, concile devoir familiale et patriotique tout en enquêtant sur des affaires risquées impliquant le personnel militaire, la sécurité nationale et les mystères de cette île paradisiaque baignée de soleil. Dans le premier épisode, un avion expérimental de la marine s’écrase à Oahu, et Tennant et son équipe doivent trouver qui se cache derrière cet accident avant que des secrets d’état ne soient exposés.

Tennant et le NCIS doivent arrêter une équipe célèbre de voleurs internationaux utilisant des explosifs de la Seconde Guerre mondiale sur des camions blindés avant qu'ils ne réalisent leur dernier gros coup et disparaissent. Kai cherche un nouvel endroit où vivre, Lucy et Whistler se disputent à propos de leur précédente rencontre et la mission d'Ernie sur le terrain est plus périlleuse que prévu.

Kai travaille sous couverture avec l'un des plus anciens gangs de surf d'Hawaï lorsqu'un quartier-maître qui essaie d'aider des enfants rebelles à suivre une nouvelle voie dans les Marines est assassiné.

Lorsqu’on tire sur un Paniolo (un cow-boy hawaïen) apprécié de tous pendant qu'il était à cheval, Jane et son équipe doivent gagner la confiance de la communauté Paniolo pour trouver les coupables et protéger la vie du Paniolo. Kai tente de convaincre son père têtu d’aller voir un médecin.

Lorsqu'un marin japonais est tué sur le sol américain et que des preuves relient l'affaire au meurtre de la petite amie de la victime au Japon, le NCIS doit trouver le meurtrier avant que la mauvaise personne ne soit accusée et que l'affaire ne déclenche un incident diplomatique. Le capitaine Milius fait une demande personnelle à Tennant.

Lorsque Tennant et le NCIS sont chargés de retrouver une star des réseaux sociaux connue dans le monde entier qui a été enlevée, ils découvrent qu'elle n'est pas celle que son mari, ou ses fans, pensent qu'elle est. L'équipe est en désaccord avec Whistler qui règle ses problèmes de son côté.