En enquêtant sur le suicide d'un Marine, qui s'est plaint d'insupportables maux de tête avant de se donner la mort, le NCIS découvre qu'une unité de militaires du génie maritime a été contaminée volontairement par un virus extrêmement virulent. Toute la base militaire mais la ville entière de La Nouvelle-Orléans également risquent une contamination qui serait catastrophique. En procédant à l'autopsie du Marine, Loretta Wade contracte le virus accidentellement. Ses heures sont comptées si un antidote n'est pas trouvé rapidement...