Lorsque Maurice Riva, l’ex-compagnon violent de la mère de Nick Torres, est abattu, Nick est arrêté par le FBI. Le NCIS, qui ne croit pas en sa culpabilité, cherche à l’innocenter avec l’aide de sa sœur, Lucia, et en collaborant avec l’agent Rose, mandatée par le FBI.
À son arrivée au domicile de Ducky pour l'aider sur une de ses enquêtes, Palmer le découvre mort dans son sommeil. Pour honorer la mémoire du légiste et historien du NCIS, l’équipe va reprendre cette enquête inachevée concernant un Marine dont la mort suspecte a entraîné son déshonneur militaire.
S21E03 - Nouveaux horizons
Palmer organise une journée où chaque agent va travailler dans un autre service pour découvrir le métier des collègues. Torres est à la compta, McGee au garage, Knight à l'entretien, et Hines au standard téléphonique. Kasie va alors prendre l'appel d'un homme qui prétend être poursuivi. L'équipe découvre que cet homme est un ancien agent du NCIS, Eric Webb…
S21E04 - Noirs désirs
Le second-maître Derek Bailey disparaît au cours d’une randonnée où il avait emmené sa petite amie Tanya. Sur place, le NCIS découvre une bague de fiançailles mais selon Tanya, l’homme s’est défilé une fois de plus, incapable de s’engager. Les agents découvrent alors que Bailey travaillait sur les plans top-secrets d’un submersible furtif.
S21E05 - Le plan
Avec l'aide du père de Knight, l'agent spécial Feng Zhao, le NCIS s'efforce de percer le mystère d'une arme utilisée pour un meurtre et appartenant à un agent disparu. McGee est dans tous ses états lorsque des tests ADN identifient un proche parent dont il ignorait l'existence…
S21E06 - La vérité est ailleurs
Le corps d'un pilote de chasse est découvert criblé de blessures inhabituelles. Peu de temps avant son assassinat, le Lieutenant Greene avait témoigné devant le Congrès sur l'apparition de PAN, des phénomènes aérospatiaux non identifiés. Pour résoudre leur enquête, les agents du NCIS plongent dans le monde des théories sur les OVNI.