《海军罪案调查处悉尼第三季》聚焦NCIS驻悉尼特别调查小队的核心征程：作为美国海军罪案调查处在南半球唯一的常设驻外站点，由澳籍资深探员米歇尔·麦基领衔的四人小队，本季从几起看似毫无关联的海军相关人员离奇死亡案切入——从核潜艇基地执勤士官的诡异“意外溺亡”、到访参加联合军演的美海军文职官员在邦迪海滩暴毙，到军港补给线接连出现的违禁品走私痕迹，所有线索最终指向一张横跨美澳两军、潜伏十余年的境外间谍网络，背后牵出涉案金额数十亿的军购腐败黑幕。办案过程中，麦基要直面自己早年驻阿富汗服役时的创伤旧疤，和搭档、前澳军特种部队卧底探员多伊奇从磨合拌嘴到生死托底，派驻小队的美海军联络官埃文斯意外发现己方高层存在内鬼泄密线索，全队靠法医保罗团队的痕量证据抽丝剥茧，最终在环太平洋联合军演开幕前，成功挫败间谍团伙炸毁军港核心输油管线的恐袭图谋，守住了两国防务合作的安全底线。
