Teresa et Brenda jouent le tout pour le tout avec une tentative d’extorsion. Camila entreprend des démarches plus drastiques pour devancer l’empire d’Epifanio.

Le meurtre du lieutenant Rance Booth laisse les agents du NCIS avec un lot de questions sans réponses. Grâce aux analyses réalisées par Abby, Gibbs suit la piste d'un groupe d'experts si secret que son existence même reste difficile à confirmer. En examinant les relevés téléphoniques de la victime, McGee tombe des nues: il y retrouve un appel sa propre grand-mère, Penelope Langston!

Alicia et Frank Prady s'affrontent lors du débat crucial dans le cadre de la course pour être procureur alors que la ville de Chicago se prépare pour une potentielle émeute.

Olivia découvre que Grace parle à nouveau à son frère Will et soupçonne même un lien plus fort que de l’amitié entre eux… Olivia confronte Jack à propos de révélations faites par Jeri et le force à s’ouvrir concernant son ancienne vie.

Ari grimpe dans les rangs de la mafia Arménienne. Briggs évite les suspicions de ses colocataires pendant que Charlie et Jake se rapprochent de leur but d’arrêter Germaine.

Olivia se promet de trouver un moyen de rendre son frère autonome lorsque ce dernier commence à abuser de son hospitalité. Jack tente d'arranger les choses au Courier Seattle après avoir reçu la proposition de prendre le travail de Jeri. Pendant ce temps, Warren est en furie lorsqu’il découvre qu’Olivia a vendu sa part de la maison de Charlotte à Buck dans son dos.

Amy est invité à aller visiter une clinique vétérinaire qui s'occupe des chevaux dans le Montana, de sorte qu'elle et Ty décide de faire ce voyage ensemble.

Un vol à main armée dans une bijouterie amène l'unité psychocriminelle à évaluer le comportement étrange de l'un des bandits. L'équipe réalise qu'elle a affaire à un ancien soldat aux prises avec un sévère trouble de stress post-traumatique.

Olivia et Abby doivent mettre leurs différences de côté et travailler ensemble pour faire tomber Hollis Doyle. Pendant ce temps, Edison réalise qu'il a peut-être faire un pacte avec le diable quand Rowan et Jake continue de tirer les ficelles de sa campagne.

Une explosion a lieu dans le désert mexicain. Il s'agit d'une des trois bombes nucléaires détenues par Sidorov. Alors que ce dernier est à la recherche d'un acheteur, le NCIS envoie Callen et Kensi en Iran faire évader Marcel Janvier qui devra les aider à organiser une rencontre entre Sidorov et l'acheteur. Mais cette fois-ci, la mission tourne très mal pour les agents du NCIS...

Franklin et Bash défendent des clients à qui on a vendu une maison hantée. Il semble qu'effectivement un fantôme demeure dans le bâtiment. Il s'agit maintenant de convaincre le jury et, pour Peter, de surmonter sa peur des esprits...

C'est le soir d'Halloween à Hawaii. Sur une plage est organisée une grande fête, à laquelle participent Max et sa petite amie Sabrina. Ils sont témoins de l'agression de deux personnes par un individu déguisé en zombie, qui est difficilement neutralisé par la police. L'agresseur se révèle être un médecin qui a été drogué à la scopolamine, un puissant hallucinogène. L'équipe du 5-0 suit une piste qui l'amène jusqu'à un homme menant des expériences sur les êtres humains...

Une explosion a lieu dans le désert mexicain. Il s'agit d'une des trois bombes nucléaires détenues par Sidorov. Alors que ce dernier est à la recherche d'un acheteur, le NCIS envoie Callen et Kensi en Iran faire évader Marcel Janvier qui devra les aider à organiser une rencontre entre Sidorov et l'acheteur. Mais cette fois-ci, la mission tourne très mal pour les agents du NCIS...

Ari grimpe dans les rangs de la mafia Arménienne. Briggs évite les suspicions de ses colocataires pendant que Charlie et Jake se rapprochent de leur but d’arrêter Germaine.

Mitch et Jamie élaborent un plan audacieux pour compromettre Noah une fois pour toute. L’équipe se réunie sur l’île de Pangaea pour trouver le tigre à dents de sabre afin de compléter le remède.

La disparition de Pedro provoque une onde de choc dans l’organisation de la Marraine. Tandis qu’elle est emprisonnée, son neveu Fernando a l’intention de prendre la place laissée vacante. Mais est-il digne de confiance? Paul Généreux comprend qu’il s’est fait avoir par Paloma et qu’elle continue son trafic malgré ses affirmations contraires. Mais qui dirige l’organisation en attendant sa sortie de prison?

À la suite de la chirurgie effectuée par Melissa Connor, un pompier souffre d’une douleur mystérieuse. En essayant de retracer le passé médical du pompier, Mel et Jerry exposent leurs problèmes de couple. La première journée d’Allen à l’urgence se complique avec l’arrivée d’un patient violent et étrange. Allen doit travailler avec Cutler afin de trouver ce qu’il a.

Olivia et Abby doivent mettre leurs différences de côté et travailler ensemble pour faire tomber Hollis Doyle. Pendant ce temps, Edison réalise qu'il a peut-être faire un pacte avec le diable quand Rowan et Jake continue de tirer les ficelles de sa campagne.

Le corps d'un Marine assassiné est retrouvé dans la forêt. Les enquêteurs du NCIS suspectent une milice locale d'extrême-droite.

Le NCIS enquête sur la mort suspecte d'un SEAL survenu lors d'un entraînement.

Fred est sous le choc des messages haineux qui la concernent dans les réseaux sociaux. Les soupçons se précisent à propos du coulage de renseignements privilégiés sur l’émission. Fred est mal à l’aise quand Danielle lui propose des pistes pour la rendre plus sympathique aux yeux du public. Raquel Rose rencontre Juliette par hasard et partage un moment de complicité avec elle. Le grand soir est arrivé à l’issue de la première semaine : Charles annonce le couple qui devra quitter l’émission.

Pour clôturer cette série à succès, dans cette grande finale en deux épisodes, les personnages phares des saisons précédentes, Gil Grissom et Catherine Willows, viendront boucler la boucle. Ils sont de retour pour aider les experts à résoudre un cas catastrophique qui paralyse tout Las Vegas.

Le Jeffersonian est chargé d'analyser le corps d'une femme retrouvé dans une benne à verre. Un inspecteur français l'identifie comme la femme d'un noble devenu cambrioleur international et il est persuadé qu'il est le tueur. Aubrey se charge de l'enquête, poussant Booth à s'occuper de sa vue qui baisse. Au laboratoire, des objets se mettent à bouger autour de Hodgins.

Lorsque un témoin clé dans une affaire de meurtre s'enfuit par peur des représailles, Erin fait tout pour le retrouver et le convaincre de témoigner. Pendant ce temps, Danny et Baez enquêtent sur une fusillade dans un magasin.