Quando una donna viene seguita da tre uomini e quasi uccisa in un parcheggio, Hetty assegna la squadra al caso, ma non fornisce informazioni su dove indirizzare le indagini. Callen intuisce che Hetty sta proteggendo la vittima, di cui non si conosce l'identità, così decide di chiederle se sia vero. Hatty ammette che le cose stanno effettivamente così e rivela che la donna è un membro dell'N.C.I.S., si tratta dell'agente Grace Stevens (Andrea Roth). Grace, un'orfana proprio come Callen, è stata reclutata rimasta a lungo sotto copertura per cercare prove contro Nolan Vanderhoos (Carsten Norgaard), sospettato di trafficare in ordigni nucleari. La Stevens è praticamente certa che i tre che l'hanno aggredita siano al soldo di Vanderhoos. Callen suggerisce di usare Grace come esca per incastrare il criminale.