Kensi indaga sotto copertura in un garage usato per smontare auto di lusso e rivenderne i pezzi. I criminali, purtroppo, hanno anche contatti con una cellula terroristica... Tutto ha inizio quando Jenny Radler (Cyia Batten), una vecchia conoscenza di Deeks, viene rapita mentre stava cercando di metterlo al corrente di qualcosa di grosso. I due erano al telefono. Poi lei è stata coinvolta in un "incidente". Si scopre che le informazioni riguardano un grosso giro internazionale di auto rubate. Per cercare di capirci di più, Kensi si infiltra nella banda, fingendosi un'abile ladra di macchine, nonché la cugina di Jamie (Joe Nunez), il personaggio incontrato nell'ottavo episodio della terza stagione, "Avidità". Nel frattempo, Callen e Sam sono sulle tracce di Talia Radler (Macey Cruthird), la figlia di Jenny. La ragazza, infatti, ha ricevuto dalla madre un documento in codice. Quando gli agenti riescono a decifrarlo, scoprono una lista con i numeri identificativi delle auto rubate e il nome del capo della banda: Gonzalo Vargas (Benito Martinez).