ストーリー
NCIS ロサンゼルス支局、スペシャル・プロジェクトオフィス（Office of Special Projects）、略称OSPは、潜入捜査やハイテク技術を専門とする、NCIS 海軍犯罪捜査局 （Naval Criminal Investigative Service）のエリート極秘捜査チーム。潜入捜査のプロ、G・カレン、その相棒で米海軍特殊部隊（SEALs）出身のサム・ハンナ、タフで頭の切れる美人捜査官ケンジー・ブライ、ITオペレーター、エリック・ビールらが一丸となって、次々と起こる数々の難事件を抜群のチームワークで解決していく。
メキシコの砂漠で核爆発が起きた。捜査により、爆発した核爆弾はロシア人の武器商人シドロフのものだということが判明する。シドロフが持つ核爆弾3発のうち残り2発が売られてしまう前に探しだし確保しなければならない状況の中、グレンジャーとヘティは、サムと、彼の妻でCIAに所属するミシェルをシドロフの元へ潜入させ、ブローカーである宿敵ジャンヴィエを使って商談を持ちかける作戦を実行することに。ジャンヴィエの協力によりおとり捜査はうまくいくと思われたが、カレンに恨みを持つジャンヴィエはシドロフのもとに潜入しているサムの存在をばらしてしまう。そして、シドロフはサムと彼を助けようとしたディークスを捕らえ、拷問するのだった。2人と共に潜入しているミシェルにも捜査官の疑いがかけられるも、拷問に屈せず彼女の正体をばらさない2人。ミシェルは潜入している自身の正体を隠すため、シドロフの目の前でサムとディークスを撃ち、そのまま2人を残してシドロフと共に核爆弾売買の交渉に向かってしまう。シドロフは車の修理工場にいると聞き出したケンジ―らチームは、サムとディークスを救い出す。だが、重傷を負ったディークスは、身体だけでなく心も深く傷ついている様子でケンジーは不安を募らせる。一方、カレンは見つかっていない核爆弾を確保するために、憤りを感じながらも再びジャンヴィエを利用する他ない。カレンは核爆弾の交換場所で待機するも、核爆弾は既に船で運ばれていることが判明。そして、ジャンヴィエはまたもカレンたちを裏切り逃走してしまう……。
果たして、カレンたちは核爆弾を確保し、宿敵であるジャンヴィエを再び捕えることができるのか……? この事件によって心身共に深い傷を負ってしまったディークスとケンジー、2人の関係は?! さらに、カレン出生の秘密に関わる事件が起き、チームに危機が訪れる……。
