Mientras el equipo viaja a Rumania en busca de Hetty, Callen descubre nueva información de su pasado, en el primer episodio de la tercera temporada.
El equipo de NCIS une fuerzas con la NSA para localizar al creador y desarrollador de un programa de software vinculado con un ciberataque contra el Departamento de Defensa. Mientras tanto, Callen sigue buscando información sobre su pasado.
El agente especial Sam Hanna debe hacerse pasar por un especialista en bombas, mientras el equipo se apresura para localizar explosivos robados en algún lugar de la ciudad. Mientras tanto, tras muchas protestas, Hunter cambia la dinámica del equipo y asigna a Callen como compañero de Kensi y a Sam como compañero de Deeks.
La renuncia repentina de Hetty motiva a Callen y al equipo de NCIS a investigar su razón para desaparecer, con la esperanza de hallarla, en el episodio final de la segunda temporada.
Después de que un hombre que fingía ser Navy SEAL se prende fuego, el NCIS obtiene información respecto a la ubicación del equipo de braquiterapia robado de un caso anterior que podría ser usado para fabricar una bomba letal.
