Mia Calvillo, une enquêtrice du FBI, est tuée au moment où elle tentait de géolocaliser Devin Roundtree, un agent infiltré. Les policiers du NCIS prennent la relève et tentent de prévenir leur collègue, avant que les criminels ne comprennent qu'un espion s'est immiscé au sein de leur équipe. Le temps est compté, et il faut agir vite. De son côté, Eric se voit proposer un poste au sein d'une start-up de San Francisco.