Le NCIS est chargé d'enquêter sur les meurtres des soldats Paul Green et Brandon Chase, survenus près de la frontière mexicaine. Les hommes semblaient faire de la contrebande, mais la boîte qu'ils transportaient manque à l'appel. Dans un premiers temps, les investigations laissent penser qu'elle contenait de l'or en provenance du Qatar ou de la drogue. Un cartel mexicain est soupçonné. Mais les fédéraux découvrent rapidement que la caisse contenait en réalité de l'uranium, censé servir lors d'une attaque terroriste prévue dans les prochains jours. Callen et son équipe se lancent à la poursuite des coupables avant qu'il ne soit trop tard...