特別捜査官オールデン･パーカーは前シーズンに続き元妻ヴィヴィアンと逃走中。チームはパーカーの濡れ衣を晴らそうと、彼に恨みを抱く人物を探す。世界的な軍事演習の準備のためにレオン･ヴァンス局長に会いにハワイからDCを訪れていた特別捜査官ジェーン･テナントとITスペシャリストのアーニー･マリクの助けを借り、チームは第一容疑者であるレイヴンの行方を追う。
ピーターは島での行動が原因で降格させられ、証拠品の保管庫へ異動になる。ピーターが再開したがっていた未解決事件を、ニールとジョーンズたちの助けで密かに再開し、ピーターはFBIから20年逃げ続けている窃盗犯を逮捕するための捜査を始める。
シーズン幕開けは「NCIS ～ネイビー犯罪捜査班」のエピソードの続きからスタート。チームはマックスウェルがハワイに向かったとの知らせを受ける。飛行機を待ち伏せすると、中では数人が死亡しており、マックスウェルの姿はなかった。DCのNCIS捜査官トーレスとナイトも加わって捜査すると、マックスウェルが既にハワイに到着しており、環太平洋合同演習 (RIMPAC) への攻撃を計画していることが判明。チームがマックスウェルを発見した時、彼は近くに隠した爆弾のスイッチを手にしていた。
音楽フェスティバルで爆発事故が発生。現場に居合わせたコンラッドらはジョシュという若者を救出するが、検査の結果、DICを発症していることが分かる。血栓の除去手術中に脳出血を起こしたジョシュを救うため、コンラッドは上級医の指示を待たずに、危険な処置を行う。
ミーナの友人アダクの乳がん手術のため、世界でもトップクラスの外科医がナイジェリアから招集される。実はその人物とミーナには特別なつながりがあった。一方、VNSによるてんかん治療を受けたヘンリーに、突然意識を失う症状が現れる。コンラッドらは観察目的の入院を勧めるが、その直後、ヘンリーの心臓が停止する。
