Na segunda temporada de NCIS: Los Angeles, a equipe investiga diversos casos bizarros que só aconteceriam na Cidade dos Anjos. A equipe também enfrenta dificuldades em suas vidas pessoais. A temporada termina com a súbita demissão e desaparecimento de Hetty, levando a equipe a ir atrás dela.
2 - 1Tráfico Humano Sep. 21, 2010
2 - 2Viúva Negra Sep. 21, 2010
2 - 3Na Fronteira Sep. 28, 2010
2 - 4Entrega Especial Oct. 05, 2010
2 - 5Pequenos Anjos Oct. 12, 2010
2 - 6Impasse Oct. 19, 2010
2 - 7Anônimo Oct. 26, 2010
2 - 8Recompensa Nov. 09, 2010
2 - 9Absolvição Nov. 16, 2010
2 - 10Libertação Nov. 23, 2010
2 - 11Transtorno Dec. 14, 2010
2 - 12Vigilância Jan. 11, 2011
2 - 13Arcanjo Jan. 18, 2011
2 - 14Prisão Feb. 01, 2011
2 - 15Soldados De Brinquedo Feb. 08, 2011
2 - 16Ameaça Nuclear Feb. 15, 2011
2 - 17Assuntos Pessoais Feb. 22, 2011
2 - 18No Caminho Do Perigo Mar. 01, 2011
2 - 19O Inimigo Interno Mar. 22, 2011
2 - 20O Trabalho Mar. 29, 2011
2 - 21O Homem Do Foguete Apr. 12, 2011
2 - 22Plano B May. 03, 2011
2 - 23Impostores May. 10, 2011
2 - 24Família May. 17, 2011