Inden for den amerikanske marines efterforskningsorgan, NCIS, findes en specialafdeling, hvor man tager sig af de allerfarligste forbrydere, som udgør en trussel for landets sikkerhed. Ved hjælp af falske identiteter og avanceret ny teknologi drager holdets toptrænede agenter ud på hemmelige missioner, hvor de ofte sætter deres egne liv på spil for at få fingrene i de farlige kriminelle. Specialagent G Callen er lidt af en kamæleon, som kan forvandle sig til hvem som helst for at infiltrere den kriminelle underverden. Hans partner er specialagent og overvågningseksperten Sam Hanna, en tidligere marinesoldat, som har været udstationeret i Afghanistan og Irak. Vi møder også agenterne Kensi Blye og Dominic Vail, psykologen Nate og assistenten Hetty.