Im Jahr 1945 informiert einer der Kommandeure von Hydra, dass die Vision des verstorbenen Red Skull weiterlebt und mithilfe eines Objekt, genannt der Obelisk, erreicht werden kann. Der Obelisk wird in einer Metallbox verstaut und weggesperrt. In der Gegenwart in Virginia versucht der ehemalige S.H.I.E.L.D.-Agent Roger Browning mithilfe eines Fotos der Metallbox, den Obelisken auf dem Schwarzmarkt zu verkaufen. Dann stürmt ein großer Mann herein, der Browning tötet. Die anwesenden Kaufinteressenten eröffnen das Feuer auf den Killer. Doch die Kugeln prallen an ihm ab. Sky May und Triplett kommen dazu, um die Kaufinteressierten zu schützen, denn diese arbeiten in einer Undercover-Operation für S.H.I.E.L.D.. Dann werden alle von Coulson aufgefordert, auf der Stelle von dem Ort zu verschwinden.

Nach dem schweren Autounfall wird dem verletzen Lance Hunter klar, dass Hartley und Idaho tot sind. Er beauftragt May damit, sich auf die Jagd von Carl Reed zu machen. Dann stürmen Soldaten das Gelände und nehmen Hunter gefangen. Hunter wird in einen Kofferraum gesteckt und auf einem Feld abgeladen, wo er von General Tablot bereits erwartet wird. Verhandlungen beginnen und nun kommt es nur noch auf den Preis an, dem man Hunter zahlen muss, damit er Coulson verrät ...

Mithilfe von optischen Illusionen gelingt es Daniel Whitehall, eine Frau, die Agent 33 genannt wird, dazu zu bringen, für Hydra zu arbeiten. Immer öfter gelingt es Hydra, fähige Agenten auf diese Weise auf ihre zu bringen. Coulson verliert langsam die Geduld, weil es gerade diese Kämpfer sind, die er für sein Team braucht. Wurde die Prozedur auch an Simmons vorgenommen? Sie scheint mit ihrem neuen Leben ganz zufrieden zu sein, das sie innerhalb Hydra als Wissenschaftlerin führt ...

In einer Kirche in Miami bricht ein Feuer aus. Ein Gemälde aus dem 14. Jahrhundert wird von dem Brand nicht beschädigt. Auf der Rückseite des Bildes finden sich Zeichnungen, die sehr jenen ähneln, die Coulson heimlich angefertigt hat. Hunter, May und Coulson nehmen an einer Veranstaltung teil, die dem Wiederaufbau der Kirche dienen soll. Auf der Gästeliste stehen fast ausschließlich Diplomaten und Politiker, sodass sie undercover arbeiten müssen. Zudem treffen sie auf Agentin 33, die von Hydra umgedreht wurde und sich als gefährliche Gegnerin herausstellt.

Auf einer Militär-Hochzeit einer Anti-Hydra-Einheit wird ein hinterhältiger Anschlag verübt: Der Champagne wurde von Hydra vergiftet und 8 Menschen starben, zahlreiche wurden verletzt. Dennoch ist Hydra enttäuscht von der Aktion, da mehr Opfer geplant waren und Whitehall ruft Simmons zum Rat herbei. Langsam wird Hydra bewusst, dass es einen Maulwurf in ihrer Mitte geben muss. Wird Simmons auffliegen?

Hydra schreckt vor nichts mehr zurück: Die Einheit gibt sich als S.H.I.E.L.D. aus und verübt einen verheerenden Anschlag auf die Vereinten Nationen. Außerdem fragt Fitz Simmons, warum sie gegangen ist.

Ein mysteriöser Mann, der die gleichen Hautritzungen wie Coulson trägt, tötet frühere S.H.I.E.L.D.-Agenten. Lügen und Geheimnisse kommen zum Vorschein und Coulson versucht alles, den Todesmarsch zu stoppen. Doch die fremdartigen Glyphen bestimmen mehr und mehr sein Leben. Währenddessen stiftet May das Team an, Ward zu jagen.

Coulson und sein Team stellen sich Hydra in den Weg und die Parteien leisten sich einen epischen Kampf, um die Bewahrung eines uralten Geheimnisses zu sichern. Derweil entführt Ward seinen Bruder, Senator Christian Ward, um eine Reise zurück in die Vergangenheit anzutreten.

Coulsons Team begibt sich auf die Suche nach einer alten, verborgenen Stadt. Als sie den Eingang tatsächlich finden, ist das aber erst der Anfang. Denn um die Geheimnisse der Stadt zu lüften, wird von ihnen ein großes Opfer verlangt. Doch das Team steht unter Zeitdruck, da auch Hydra auf der Suche nach der Stadt ist. Derweil versucht der Rest des Teams, Raina vor Hydra zu beschützen, die es auf sie abgesehen haben.

Ein explosiver Zusammenstoß verändert das Schicksal aller und Skye enthüllt Geheimnisse aus ihrer Vergangenheit. Außerdem trifft sie – dank Ward – auf ihren Vater.

Durch unvorhergesehene und erstaunliche Veränderungen werden Coulson und sein Team vollkommen neuen Gefahren ausgesetzt. Als Coulson und May Bakshi an Talbot ausliefern wollen, erleben sie eine vernichtende Überraschung. Werden sie es dennoch schaffen, zu überleben?

Nach dem harten Kampf mit einem mächtigen Gegner verliert Lady Sif ihr Gedächtnis. Agent Coulson und das Team sind zu spät und lassen dennoch nichts unversucht, um der schönen Kriegerin wieder zu Bewusstsein zu verhelfen. Ob sie nach diesem Zwischenfall je wieder die Alte wird?

Um sich an Coulson zu rächen, versammelt Cal ein Team von Superschurken um sich herum – mit dabei sind Angar the Screamer und Karla Faye Gideon. Währenddessen sucht May ihren Ex-Mann Dr. Andrew Garner auf – einen Therapeuten, der Skye womöglich dabei helfen kann, ihre Gabe zu verstehen und zu kontrollieren.

Coulson und sein Team versuchen, eine schockierende Enthüllung zu verdauen, doch das Team droht daran zu zerbrechen. Schon bald muss entschieden werden, was mit einem der Teammitglieder geschehen soll. Unterdessen erfährt Hunter von Bobbi und Mack, für wen sie tatsächlich arbeiten. Ward und Agent 33 sind derweil in eigener Mission unterwegs ...

Coulson steht ein Krieg ins Haus, mit dem in dieser Form nicht zu rechnen war. Schockierende Enthüllungen kommen nun ans Licht. Skye versucht derweil verzweifelt, ihre neu gewonnenen Kräfte zu kontrollieren. Schon bald wird sie eine bedeutsame Entscheidung treffen müssen, die ihr Leben für immer verändern wird.

Ein geschickter Schachzug von Robert Gonzales zwingt Coulson dazu, alles aufs Spiel zu setzen, um die Zukunft von S.H.I.E.L.D. zu sichern. Inzwischen nehmen Skyes Versuche, die Kontrolle über ihre Kräfte zu erlangen, eine unerwartete Wendung, denn sie trifft auf den geheimnisvollen Lincoln.

Agent Melinda May muss sich nun entscheiden, ob sie sich in diesem Kampf Gonzales anschließt oder Coulson die Treue hält. Skye versucht sich derweil mit ihrer neuen Situation zu arrangieren. Während sie von Lincoln mehr über die Bedeutung ihrer Kräfte erfährt, findet sie heraus, wie May den Spitznamen „Die Kavallerie“ bekam.

Eine gefährliche neue Allianz wird gebildet als Coulson und Hunter sich an die letzte Person wenden, die man erwartet hat: Grant Ward! Als der Krieg zwischen den S.H.I.E.L.D.-Fraktionen weitergeht, werden Skye und Lincoln mit in den Konflikt gezogen.

Um gemeinsam gegen HYDRA vorgehen zu können, müssen Gonzales und Coulson ihre Differenzen überwinden und sich mit einer Person verbünden, die nicht ihr Vertrauen genießt.

Durch eine Vision erfährt Raina, dass S.H.I.E.L.D. im Besitz einer Waffe ist, die die Macht hat, die Inhumans zu zerstören. Skye versucht, zwischen den Inhumans und S.H.I.E.L.D. Frieden auszuhandeln.

S.H.I.E.L.D. muss alles aufs Spiel setzen, um diesen Krieg zu überstehen. Es wird immer schwerer Freunde und Feinde voneinander zu unterscheiden. Coulson und sein Team sind gezwungen große Opfer zu bringen. Entscheidungen müssen getroffen werden, die das Leben der einzelnen Teammitglieder und die Beziehungen innerhalb des Teams langfristig beeinflussen werden.