L'équipe se mobilise pour mettre la main sur les bombes nucléaires dissimulées chez les agents dormants du KGB durant la guerre froide. Mais alors qu'ils prennent d'assaut la maison d'une des cibles à San Diego, Deeks et Kenzi découvrent un homme mort, assis sur une chaise. Le même constat se répète dans chacune des villes quadrillées par les agents du NCIS : les cibles ont toutes été tuées avant leur arrivée. Sam et Callen se lancent alors à la poursuite du trafiquant d'armes russe soupçonné d'avoir récupéré les engins explosifs, un certain Sidorov...