La morte di un sommergibilista americano durante una cerimonia per il patto AUKUS viene indagata dagli agenti di bordo NCIS e della Polizia Federale Australiana. Nasce così NCIS: Sydney.

Quando un Compliance Officer della Marina viene trovato morto in una pozza d'acqua, l'indagine rivela una fitta rete di trafficanti. Nel frattempo, il team deve gestire dei nuovi problemi sul luogo di lavoro e... un cacatua parlante.

Quando uno squalo sputa il braccio di un ex Navy SEAL americano, l'indagine mette in discussione la lealtà di un gruppo di ex sommozzatori e smaschera un'operazione di spionaggio, che potrebbe essere connessa a uno degli Alleati.

Quando un sottufficiale americano viene trovato morto nel quartiere di The Rocks a Sidney, una medaglia Navy Cross di dieci anni prima diventa l'indizio per risolvere l'omicidio, trascinando il team in una caccia al fantasma per prendere il killer.

Il team corre in soccorso di un suo membro, quando Doc Roy e il suo cane diventano degli ostaggi nel dog cafè della loro zona.

Quando un uomo con addosso una giacca della marina americana muore su un autobus a Bondi a causa di un'overdose di cocaina, l'indagine trasporta Evie nel suo passato da poliziotta della narcotici sotto copertura.