Der erste Navy CIS-Ableger begleitet das "Office of Special Projects", eine geheime Elite-Einheit des "Naval Criminal Investigative Service" in Los Angeles, die sich auf Undercover-Operationen spezialisiert hat, um die nationale Sicherheit zu gewährleisten. Zum Team zählen unter anderem das Chamäleon G. Callen (Chris O’Donnell), ein Meister der verdeckten Ermittlung, sein Partner Sam Hanna (LL Cool J), ehemaliger Navy SEAL, Nahostfachmann und Überwachungsexperte, der junge Adrenalin-Junkie Kensi Blye (Daniela Ruah), Psychologe Nate "Doc" Getz (Peter Cambor), der Profile der Zielpersonen erstellt und während der Missionen die mentale Verfassung der Truppe im Auge behält, und Abteilungsleiterin Henrietta "Hetty" Lange (Linda Hunt), eine passionierte Teetrinkerin und legendäre Ex-Agentin mit nebulöser Vergangenheit, die sich vor allem ums Finanzielle und um die Hightech-Ausrüstung kümmert. Hinzu kommt LAPD-Mitarbeiter Marty Deeks (Eric Christian Olsen), der immer dann gebraucht wird, wenn sich die Einsatzbereiche beider Divisionen überschneiden.