La squadra collabora con l'FBI per localizzare una cellula terroristica dell'Esercito Mashrek sospettata di preparare un attacco a Los Angeles dopo che due Agenti muoiono nell'incendio del SUV su cui stavano trasportando un terrorista che doveva essere interrogato. Ad assistere i ragazzi il vicedirettore Ochoa chiama l'Agente Speciale dell'NCIS Fatima Namazi, specializzata in materia e con un passato nei Servizi Segreti della Marina. Callen e Sam capiscono che il bersaglio dei terroristi è un teatro in centro, ma dopo essere entrati si accorgono che le uscite sono bloccate da C4, perciò avvertono Kensi e Deeks di restare all'esterno; subito dopo avvengono due esplosioni che fanno temere il peggio.