Anna Kolcheck fa ritorno a Los Angeles e in attesa di sapere se verrà assunta o meno dall'ATF, accetta l'offerta di Hetty per lavorare part-time nella squadra. Nel frattempo Deeks si reca in ospedale e assiste al risveglio di Kensi dal coma. Il team indaga sull'omicidio di un marine che si scoprirà essere stato ucciso da dei trafficanti di armi illegali. Nell fa coppia con Granger e Callen con Anna, poiché Sam è stato inviato ad interrogare Carl Brown, il loro vecchio collega che ha ammesso di essere la talpa. Sam riesce ad ottenere delle risposte dall'ex collega che confessa di essersi preso tutte le colpe per coprire la donna di cui era innamorato, che adesso ha messo una taglia di 50 mila dollari sulla sua testa.