Kensi e Deeks indagano sotto copertura sull’avvelenamento da radiazioni di un Sergente che lavorava in nero come guardia di sicurezza in una centrale nucleare dismessa. Tutto ha inizio quando il Sergente Hugh Patterson, durante un turno, si sente male e collassa al suolo. Portato d'urgenza in ospedale, dagli esami clinici risulta che l'uomo è stato esposto a un elevato, e pericoloso, livello di radiazioni. Come è possibile? La moglie, in dolce attesa, rivela che Hugh arrotondava lavorando come guardia notturna a un cantiere edile. Callen e Sam scoprono che non si trattava affatto di un cantiere, ma della centrale nucleare di Santa Flora. I due si recano sul posto, ma ottenere informazioni risulta particolarmente difficile. Hetty decide, così, di mandare in missione sotto copertura Kensi, in veste di custode, e Deeks, che prenderà il posto laciato vacante da Patterson.