Gibbs e McGee si recano in Russia per scortare in patria Kevin Hussein, esperto informatico del NCIS già visto nella decima stagione, ma il loro elicottero viene colpito da un missile terra-aria. Il resto della squadra, al quartier generale, scopre che Hussein ha impiantato una scheda di memoria nel corpo dello zio, assassinato con due colpi di arma da fuoco, contenente un prototipo di virus molto potente e pericoloso, mandando il tutto negli USA. Recuperata la scheda dal corpo, Abby attiva involontariamente il virus che si diffonde in tutta la rete informatica del quartier generale. Fortunatamente Gibbs, McGee e Hussein, inseguiti da coloro che li avevano abbattuti, vengono recuperati vicino al confine della Finlandia e, nel frattempo, il virus viene fermato. Il leader del commando che ha cercato di abbattere l’elicottero sopravvive allo scontro a fuoco che precede il salvataggio.