元海兵隊員が化学爆弾を作ったという嫌疑をかけられる。NCISのLAチームは、心理分析官のネイトと共に、FBIの国内テロ捜査班に合流する。
軍歴を詐称する人間を摘発していた元シールズが殺される。NCISチームが容疑者を追うと、アフガニスタンで任務を遂行中に死んだとされる海軍兵の上着が見つかる。
1962年、ある女性が首をつり、遺体となって発見される。当時、事件は自殺として処理されたが、数十年が経ち、女性の孫が遺書を持ってリリーたちのもとを訪ねた。リリーたちは、遺書が女性の筆跡ではないという孫の訴えを受け、事件の再捜査に乗り出す。
ピーターとマットが未知の場所へと送り込まれ、狙撃犯の正体が明らかに。能力が一部復活したサイラーは、パワーを授かるためにクレアを訪れることを決意。その頃ヒロとアンドウは、一族の秘密を守るために奔走していた。
新たな組織「パインハースト」を作り、自らも復活したアーサー・ペトレリ。ダフニが、この組織のために悪人をリクルートしていた。