Les agents du NCIS enquêtent sur le meurtre d'un homme battu à mort, puis immolé par le feu. Le crime serait lié à un vol qui s'est produit quelques semaines plus tôt, au département de médecine nucléaire. Deux criminels y avaient dérobé des containers contenant des produits chimiques utilisés pour la fabrication d'une bombe. Une course contre la montre commence pour retrouver ces produits et éviter une catastrophe.