Le NCIS enquête sur la disparition d'une brillante pilote après le crash de son appareil lors d'une mission de routine et l'overdose médicamenteuse de son petit ami à bord du porte-avion où ils officiaient.
Gibbs et son équipe enquêtent sur la découverte d'un corps à Quantico après un tir de test effectué par l'ex de la victime. En parallèle de cette enquête, Palmer recherche le candidat parfait au poste d'assistant médecin-légiste du NCIS.
Victime d'un délit de fuite alors qu'il était avec Bishop, Torres se bat pour survivre aux soins intensifs. L'équipe cherche à arrêter le chauffard russe multirécidiviste mais ce dernier, qui bénéficie d'une immunité, est sur le point de quitter le pays…
C'est la Saint-Valentin et le NCIS enquête sur deux Marines retrouvés avec une flèche dans le cœur. Tous deux avaient fréquenté la même femme via une application de rencontre, Stacy Gordon, qui fréquente maintenant un vieil ami de Gibbs…