Die Serie NCIS: Origins setzt im Jahr 1991 ein, in dem Leroy Jethro Gibbs (Austin Stowell) gerade zum Spezialagenten befördert wird und beim Vorgänger des NCIS in Camp Pendleton anheuert. Sein Team wird vom renommierten Special Agent Mike Franks (Kyle Schmid) geleitet, unter dessen harter Schule Gibbs später zu einem legendären Agenten wird.
Ebenfalls zum Team gehören die frühere Marine-Soldatin Special Agent Lala Dominguez (Mariel Molino), die scharfsinnige Special Agent Vera Stickland (Diany Rodriguez), der liebenswerte und von seinen Kollegen geschätzte Special Agent Benjamin "Randy" Randolf (Caleb Foote), sowie Field Operation Support Officer Mary Jo Hayes (Tyla Abercrumbie), die sich mütterlich um die Truppe kümmert.
Während die Special Agents der Pendleton-Niederlassung des Naval Investigative Service unterschiedlichste Fälle und Verbrechen untersuchen und für die nationale Sicherheit sorgen, muss der Neuling Leroy Jethro Gibbs seinen Platz im Team finden.
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