Due campeggiatori assistono all'esplosione anomala di un razzo nella foresta nazionale di Los Padres. L'NCIS è chiamata a indagare sull'accaduto, sospettando di un sabotaggio. Si scopre, ben presto, che il razzo, lanciato in orbita dalla base di Vanderberg, trasportava un nanosatellite spia. Intanto Keane, assalito da fantasmi del passato, non riesce ad andare avanti e a ricominciare una nuova vita...