Nos héros sortent l’artillerie lourde ! Qu’il s’agisse d’éviter une attaque nucléaire ou de garder une longueur d’avance sur un harceleur sociopathe, chaque affaire touche une corde sensible de l’équipe. Alors que le passé de Callen continue de le rattraper, Sam est confronté à des risques mettant sa famille en péril. Pendant ce temps, Kensi fait face à une menace sérieuse de la part d’un criminel gracié, Deeks gagne son badge NCIS, Eric devient milliardaire, et Nell envisage une promotion.
Lorsqu’un bombardier russe disparaît alors qu’il survole le sol américain, Callen et Sam doivent le traquer dans le désert et sécuriser ses armes et ses renseignements avant que les Russes à bord ne détruisent l’avion. Hetty confie à Nell une mission énigmatique.
S12E02 - Crimes de guerre
Alors que débute le procès du premier maître Argento, arrêté par Callen et Sam pour crimes de guerre, le NCIS doit retrouver le témoin principal, qui a disparu.
S12E03 - Le missile fantôme
Sam a rendez-vous avec Donald Harris, un comptable qui affirme avoir des informations concernant la sécurité nationale. Mais il s'agit en réalité d'un piège. Un homme a pris le contrôle du véhicule de Donald et a tenté de les éliminer tous les deux...
S12E04 - Cash flow
Une cambrioleuse fracture l'entrée d'un entrepôt où sont stockées de nombreuses marchandises et commence par faire un rapide inventaire des objets ayant de valeur. Mais elle n'avait pas prévu de tomber sur un cadavre. Le NCIS doit faire équipe avec elle pour identifier le tueur…
S12E05 - Le réveil des morts
Après l'évasion de deux détenus, Kensi est contactée par les services secrets. L'un des deux prisonniers a pu être appréhendé. Cet homme n'est autre que David Kessler, un dangereux psychopathe qu'elle a arrêté treize plus tôt. De son côté, Deeks doit quitter les rangs du NCIS...
S12E06 - Si le destin le permet
Hetty confie au NCIS, et particulièrement à Callen, une affaire concernant Raymond Lewis, avec qui Callen a été en famille d’accueil étant jeune. Raymond et sa femme sont accusés d’avoir fait passer de la drogue à la frontière des États-Unis. Par ailleurs, Kensi et Deeks cherchent la maison de leurs rêves et la fille de Sam veut entrer à l’académie de la Navy mais refuse d'être aidée par son père.
S12E07 - À contretemps
Callen tente d’évoquer avec Arkady son intention d'épouser Anna. L'équipe, renforcée par Eric, est chargée d'enquêter sur le meurtre d’un réserviste de la Navy soupçonné d'avoir vendu des fichiers du personnel militaire sur le dark web...
S12E08 - L'amour, ça tue
L’équipe enquête sur le meurtre d’un homme sur le point de révéler une opération de contrefaçon. Pietra Rey, mercenaire brésilienne et vieille connaissance du NCIS, devient leur principale suspecte. De son côté, Deeks lutte pendant sa formation pour devenir agent officiel du NCIS.
S12E09 - Un fait accompli
L’équipe est à la poursuite d’un baron du crime organisé et faux-monnayeur, qui prévoit d'acheter une technologie de défense anti-missile grâce à ses faux billets. Tandis que Callen s’apprête à demander Anna en mariage, Deeks est expulsé de sa formation pour devenir agent du NCIS…
S12E10 - La fille de l'homme-grenouille
Sam, très inquiet pour sa fille dont il est sans nouvelles, demande à Eric d'utiliser les ressources du NCIS pour tenter de la localiser. Deeks rejoint officiellement le NCIS.
S12E11 - Russie, Russie, Russie
Callen se rend au centre national de contre-terrorisme pour interroger un agent russe impliqué dans son enquête sur le crash d'avion. C'est alors que se produit un événement inattendu : les rôles s'inversent et Callen est lui-même accusé d'être un espion russe...
S12E12 - Jamais loin des yeux
Callen a reçu un message crypté de Hetty et traque la personne qui le suit. Sa chasse l’amène dans un lieu isolé et occupé de Russes armés, où il se retrouve face-à-face avec Anna...
S12E13 - Cache-cache
Afin de sauver Joelle de la torture des Russes, Callen et le NCIS sont contraints d'utiliser Anna comme appât, espérant ainsi attraper Katya. Pendant ce temps, Callen découvre enfin qui l'a accusé d'être un espion russe...
S12E14 - Les nobles demoiselles
L'équipe découvre qu'Anna est retenue prisonnière par un groupe en lien avec son enfance et doit l’en extraire avant qu'Anna soit obligée de retourner en Russie. L'amiral Kilbride fait une offre intéressante à Nell...
S12E15 - Syndrome de l'imposteur
Le NCIS récupère un disque dur crypté sur un sympathisant d'Al-Qaïda dans lequel ils découvrent une vidéo deep fake d'Umar Hamid, un commandant d'Al-Qaïda mort quatre ans plus tôt. Pour l'enquête, l'équipe se sépare, et se rend vite compte que leurs communications sont piratées…
S12E16 - Signes de changement
Sienna Marchione, une ingénieure sourde qui a toujours voulu servir son pays, est la seule personne de son équipe à avoir survécu à un braquage destiné à voler une technologie militaire secrète. Sienna va aider Kensi et le NCIS à empêcher que cette technologie ne sorte du pays.
S12E17 - De l'autre côté du miroir
Un officier du renseignement naval a été torturé et tué. Le NCIS collabore avec Joelle, qui les informe que des agents de la CIA ont également été tués selon le même mode opératoire. Kensi reçoit une carte postale menaçante de la part de David Kessler, le sociopathe obsédé par elle…
S12E18 - Le conte des deux Igors
Deeks est kidnappé par un associé de Kirkin, qui a besoin de son aide. Par ailleurs, le NCIS enquête sur des tirs contre un dauphin équipé d'une micropuce russe. Eric fait une offre intéressante à Nell, tandis qu’Hetty est de retour...