为了救Skye，Coulson决定向对手发动攻击。他还邀请Ward过去的训练官John Garrett（Bill Paxton）来帮助自己。Coulson很快发现了自己生活中的惊人真相……还有神盾局的惊人秘密。

John Garrett特工（Bill Paxton）和Antoine Triplett特工（B.J. Britt）回来帮助Coulson和神盾局小组追踪当前的头号敌人--“千里眼”（Clairvoyant）。死亡战士（J. August Richards）为了保护主人的真实身份不惜大开杀戒。

Coulson和他的团队发现他们无法相信任何人。更糟的是，他们和一个叛徒一起被困在一种非常糟糕的情况中。

美国空军上校Glenn Talbot（Adrian Pasdar）对神盾局特别行动组穷追不舍，迫使Coulson和他的队友们躲到一个没人能想到的地方。但他们在这地方发现了神盾局最危险的秘密——这些秘密足以毁掉他们所有人。

事实证明，Coulson一直在密切注视并保护Audrey……尽管她不知道他已经死而复生。Coulson看起来迫切希望与Audrey重续旧缘，但Audrey可能已经有了新的生活。

神盾局正在一点一点地毁灭，Coulson和他的神盾局特别行动组已经没有任何值得信任的盟友，于是Nick Fury的得力助手Maria Hill（Cobie Smulders）决定回来帮助Coulson渡过难关。

Ward和背叛和HYDRA组织的惊人秘密一同曝光，Coulson和他的团队必须以卧底身份从事一项秘密任务——所有人都不可能毫发无损地回来。

黑暗的秘密曝光后，Coulson和他的团队决心不惜一切代价阻止Garrett和HYDRA组织的势力继续危害人间。

1945年，Carter特工带领咆哮突击队攻陷九头蛇基地，缴获一大批不明物品，存档编号为084。现在，084被九头蛇抢走，新任局长Coulson带领新的特工小组，欲从九头蛇手中夺回084（即方尖碑）。 这一集，Coulson的团队遭遇到一名刀枪不入的杀手——Carl Creel，他在接触到某种物质之后身体都会瞬间变成同样的材质。几番恶战之后，方尖碑落入了Creel之手，将被交给九头蛇。

Coulson和他的团队到处遭到追杀，已经快没有立足之地，Coulson索性安排队员们深入火线来拯救所有人的性命。但是Talbot将军、九头蛇和Carl Creel仍穷追不舍，他们是否能逃过此劫？与此同时，一个神秘的医生（Kyle MacLachlan）隐藏了一些危险的秘密，可能彻底毁掉神盾局小组的一名核心成员。

Coulson和他的团队必须抢在九头蛇前面找到危险的超能人Donnie Gill——他拥有强大的冰冻能力。但是Simmons在双方的交火之中陷入困境。

Coulson决心进一步了解神秘的「墙壁符号」，但却给自己惹了麻烦。他唯一信任的人竟然向他发动攻击。是谁？Melinda May！与此同时，神盾局小组的其他成员困在一种极其危险的局势中，只有Fitz能救他们。但他能做到吗？更重要的，他愿意做吗。

Coulson和他的团队将迎接来自HYDRA组织安全主管Bobbi Morse的挑战——这个美丽、性感但极其可怕的女人就是Marvel漫画中的著名人物「百舌鸟」（Mocking Bird）。与此同时，Skye的父亲强迫Raina不惜一切代价让他们父女团聚。

HYDRA组织冒充神盾局攻击联合国，全世界都开始声讨神盾局这个“流氓组织”。与此同时，一个出人意料的敌人给神盾局小组带来了巨大的挑战，难道他们的末日真的到来了吗。

神盾局小组发现一些受害人身上存在奇怪的外星象形文字——和Coulson在墙壁上刻画的文字非常相似。Coulson所有的秘密和谎言都面临曝光的危险。

Coulson和他的团队为揭开一个古老的秘密与Hydra组织爆发激烈对峙。Ward绑架了哥哥Christian　　Ward参议员，两兄弟被迫回忆起不堪回首的往事。另一方面，Coulson带着他的团队前往夏威夷执行一项特定的、不同寻常的任务。

神盾局小组抢在Hydra组织之前发现了那座古代城市，但要发现终极秘密需要Coulson团队的一名成员做出重大牺牲。与此同时，May和Skye试图在Whitehall带走Raina之前营救她，这是一场与时间的较量。

Coulson的团队和Whitehall的爪牙爆发激烈战斗，每个人的命运都被彻底改变。与此同时，Skye终于见到了父亲，她发现自己的过去隐藏着令人震惊的秘密。

菲尔和杰弗瑞劫持了运囚车，却没有找到他们要营救的人。杰弗瑞向菲尔打听西蒙斯的情况，他总觉得西蒙斯有事瞒着他。后来，他和沃德一起询问了西蒙斯，西蒙斯告诉了他们这个世界的真相，但显然他们俩个都无法接受和相信。此刻，菲兹正在审讯刚刚受了刑的黛西。他询问爱国者的下落想抓住他们，黛西告诉他西蒙斯不是颠覆者，她是菲兹在真实世界里的爱人。菲兹听了不为所动，反而给了黛西一耳光。梅也向艾达表达了要消灭爱国者，捍卫九头蛇的决心。尽管倍受折磨，黛西也不肯屈服。这时，艾达走进了她的牢房，她告诉黛西，她构建的这个框架世界是美好的，比如她可以给黛西一样需要的，比如林肯。听到林肯的名字，黛西动心了。但很快她还是恢复了清醒。迈克将截获的运囚车进行了重新改造。沃德从九头蛇数据库里给菲尔弄了个新身份和证件，他要假扮司机，利用囚车进入九头蛇基地的教化中心里营救黛西。黛西听到隔壁牢房里关押的是博士，于是跟失去艾格妮丝后痛苦的博士聊了起来。她不同情博士，因为这个地狱世界就是博士造出来的，他完全是咎由自取。她问博士他建造的这个世界的后门在哪儿，博士告诉了黛西。菲兹的烦恼被他的父亲看出来了，父子俩一起去喝茶。菲尔和杰弗瑞他们成功地混入了基地，释放了被囚禁的人，还拿到了菲兹秘密研究项目的图纸，正准备撤离，菲尔发现了个被九头蛇逮捕的他曾经教过的学生，于是前去营救。而这时，他们的行动已经暴露，九头蛇正派了服过增强剂的梅前来对付他们。得知情况后，沃德和西蒙斯赶去支援菲尔和杰弗瑞。梅败给了杰弗瑞，但杰弗瑞放过了她。梅感觉他的作为似乎跟恐怖分子有点不同。接着梅按照菲兹的命令炸毁大楼。大楼塌了，学生们压在了里面。杰弗瑞为了救被压住的学生，用自己的身体护住了他，撑住了那块巨大的楼板。看着这一幕的梅深受触动。真实世界里，艾达巡视着那些被她放到框架中正深眠着的人，菲尔、菲兹、迈克、梅、杰弗瑞，这时，她看到杰弗瑞的生命体征出现了变化，显示挂机无生命特征。框架世界里杰弗瑞的牺牲也影响和改变了真实世界。

在框架世界里，所有打击恐怖分子的行动中，梅本来一直是那个最勇敢最坚决的九头蛇战士。但经过了和杰弗瑞的几次交道，梅发现了所谓恐怖分子身上具有的善良和自我牺牲，梅受到了触动，对九头蛇发生了质疑。梅进入到黛西的牢房，在确认了黛西在真实世界里是个异人之后，她拿出了一根泰瑞根，掷到地上，在框架世界里使黛西再次具有了异能。梅带着黛西出逃时，九头蛇的人发现并包围上来，俩人在射杀了不少敌人正要离开时，艾达带人拦住了她们。黛西用异能将艾达推出大楼，摔坏在高楼下的地面上。艾达在现实中醒来，框架世界中她第一次遭受到的失败使她感到不安。安东知道后想开枪杀掉梅。但他是艾达重新再造的机器人，跟艾达被博士建造时一样，建造之初就被设定好了参数，这个参数就是要保护这些正在实验室里昏睡的神盾局特工们。他们都想突破这个参数。艾达说还是有办法的，因为博士当初建造的时候，还设定了一个指令，如果谁威胁到了框架就可以杀掉。现在，已经有两名特工，黛西和西蒙斯都属于此类，她们黑进了框架，带着完整的记忆。艾达命令安东找到她们然后除掉。框架世界中，杰弗瑞已经牺牲。爱国者群龙无首了。艾达摔坏了脊椎还在昏迷。菲兹成为新的九头蛇首领，并要下属在电视媒体上发布了通缉梅和黛西的信息。艾达醒来后，要菲兹尽快完成镜子项目，因为这个项目一旦完成，就可以制造活体物质，现实世界的艾达将不再是机器人，而可以变成活生生的人类了。菲兹的父亲让菲兹听艾达的，他带人去除掉黛西她们。西蒙斯通过他们从教化中心带回的图片，意识到了艾达的真实意图。她知道，如果不赶快阻止，就会有灾难发生。西蒙斯带着崔普赶去。菲兹终于完成了设计。他告诉了艾达这个消息。为了找到黛西西蒙斯和剩下的爱国者们，菲兹想设法撬开博士的嘴。菲尔带着黛西他们赶到了还在造谣的电视媒体，绑架了主持人。然后菲尔在电视中做了主播，揭露了真相，并播出了那段九头蛇用卑鄙手段消灭爱国者和那些无辜孩子的视频。真相唤醒了大众，菲尔也勇敢地在电视中亮明了自己神盾局特工的身份。

留给黛西和西蒙斯的时间不多了，由于她们俩身体所在的飞机能源即将耗尽，为了节约能源，关掉了唯一保护着这架飞机的隐形功能。西蒙斯告诉黛西，艾达正在建造真实的肉身，这样她就能拥有自由意志，将他们所有人全部杀死。这真是让人沮丧，幸好黛西告诉了西蒙斯一个好消息，她已从博士口中知道了离开框架世界的后门，只需要将所有人带到那儿。有点问题的是迈克和梅还没恢复他们在真实世界的全部意识，他们不知道真相。还有菲兹，他现在是九头蛇的首领。西蒙斯从梅那儿得知了菲兹的父亲每天和他形影不离，意识到艾达正是利用菲兹的父亲改变和控制了这个框架世界中的菲兹。于是西蒙斯找到菲兹的父亲，用枪指着他让他打电话给菲兹，想单独跟菲兹谈谈。结果他打电话让菲兹来抓逃犯，并紧紧扼住了西蒙斯的喉咙。搏斗中，西蒙斯的枪打中了菲兹父亲，电话那头的菲兹听到了，急忙带人赶回，一心要为父报仇杀掉西蒙斯。艾达得知菲兹父亲死亡的消息，心知不妙，急忙派人通知菲兹中止行动。但菲兹没有听，仍然想抓到西蒙斯。艾达于是启动了菲兹建造的机器，急于得到真实肉身，好除掉所有对手。现实世界的和风号电量即将耗尽，这时又发现有了敌情。黛西他们来到了后门，菲兹也紧追着他们来了。后门被艾达修改，藏在一片火热的炉火后，黛西用异能震开了炉火，菲尔正要穿过时，被九头蛇的人射伤倒地。梅扶起了菲尔，菲尔纵身一跃，在真实世界里醒来。在他的带领下，梅也跳了。俩人在真实世界里醒来，菲尔找了把刀走到艾达这个可恶的生化机器人身边。此时，艾达的真实肉身正在建造中，即将完成。黛西让西蒙斯赶快跳时，菲兹追来了，拿枪对准了西蒙斯，打中了她的膝盖，又用枪对准了她的头。关键时刻，博士开枪打中了菲兹，并将他推到了后门入口。这就是博士忏悔自己建造了框架世界的方式。西蒙斯也在飞机上醒来了。可是这时飞机突然一震，安东的人打中了飞机，机身开始燃烧。框架世界现在剩下迈克和黛西了。听黛西说女儿霍普在真实世界里死了，迈克不肯离开框架世界。黛西只好先离开了。菲兹醒来后，发现自己在框架世界里做下的事，心智开始混乱。菲尔安慰着他，这时，梅听到外面一声异响。获得真实肉身的艾达出现了。她搂着菲兹一下消失了。