Het derde seizoen van NCIS: Los Angeles gaat direct spetterend van start.
Het team arriveert in Roemenië om hun bazin en vriendin, Hetty Lange (Oscarwinnares Linda Hunt), te redden uit de handen van een meedogenloze misdaadfamilie.
Hetty’s missie blijkt echter een persoonlijk tintje te hebben, waardoor er een schokkend geheim aan het licht komt over het verleden van teamleider ‘G’ Callen (Chris O’Donnell).
Dit geheim leidt tot de eerste samenwerking met Hawaii Five-0. Samen proberen ze een wereldwijde pandemie te voorkomen... en uiteindelijk leidt Callens vendetta tot een grote confrontatie.
Het team is sterker dan ooit tevoren dankzij de expertise van voormalig Navy SEAL Sam Hanna (LL Cool J), speciaal agent Kensi Blye (Daniela Ruah) en LAPD- contactpersoon Marty Deeks (Eric Christian Olsen). Terwijl ze de wereld over reizen om criminelen in de kraag te vatten, worden ze op de hoogte gehouden van alle internationale inlichtingen door technologische genieën Eric Beale (Barrett Foa) en Nell Jones (Renée Felice Smith).