Seis semanas después de que Matt y los otros borrasen la mente de Sylar, los Heroes intentan seguir llevando una vida normal. Se nos presenta a una "familia" de feriantes con habilidades. Angela Petrelli y H.R.G. están trabajando para restablecer La Compañía mientras Claire hace nuevos "amigos" en el colegio. Tracy sigue cazando a todos los del Edificio 26, mientras Hiro y Ando comienzan un negocio de "Heroes de alquiler"

Hiro se embarca en una nueva visión para corregir errores del pasado, y HRG encuentra un compás que guía hacia el Carnaval.

Peter encara circunstancias inesperadas por sus heróicos actos y conoce a un nuevo héroe poco dispuesto. Como Claire continúa ajustando su vida de estudiante, debe pensar cómo llevar que su habilidad haya sido revelada. Mientras tanto, Samuel mueve cielo y tierra para recuperar las memorias de su difunto hermano Joseph. En otro lugar, Matt lucha con sus demonios internos mientras Sylar resurge misteriosamente.

Debido a sus nuevos poderes, "Nathan" tiene visiones de un incidente de su pasado acerca de una chica y decide investigarlo. Hiro intenta salvar la vida de un compañero de trabajo y aprende una verdad sobre sí mismo. Tracy intenta volver a su vieja vida y trabajo.

Samuel se prepara para los nuevos miembros de su familia, mientra Lydia le advierte de las consecuencias. Claire descubre que su compañera de cuarto Gretchen puede tener un diario secreto. Mientras, Peter encuentra una inesperada forma de conectar con Emma, quien prefiere mantenerse a distancia. En otro lugar, un lado diferente de Sylar emerge e intenta recordar desesperadamente la clase de persona que era.

Con la ayuda de Samuel, Sylar comienza un camino para redescubrir su verdadera identidad. Hiro ayuda a Emma a aceptar y entender las grandes posibilidades que van unidas a su habilidad. Mientras tanto, Peter se apunta para ayudar a H.R.G. en la búsqueda de alguien que pueda salvar la vida de Hiro.

Cuando Hiro viaja tres años atrás, tiene una segunda oportunidad para salvar a Charlie de las manos de Sylar. De todos modos, la presencia de Samuel sirve para complicar la misión de Hiro todavía más. En otro lugar, el pasado de H.R.G. con su compañera en Primatech es revelado.

El viaje de Hiro tres años atrás en el tiempo le da la oportunidad de salvar a Charlie del destino que le aguardaba a manos de Sylar. Mientras tanto, el pasado del hombre de las gafas de pasta con su compañero de Primatech sale a la luz.

Armado de un nuevo poder curativo Peter comienza una nueva forma de ayudar a sus pacientes, ignorando que puede haber consecuencias ocultas. Gretchen, a pesar de los esfuerzos de Claire y el Haitiano René se va de la universidad y de la vida de Claire sin titubear, mientras Claire, tras descubrir la identidad de su atacante esta pronto (la malvada Rebecca) descubre que el pasado de Noah es esta vez el causante de todos los males, puesto que Noah destruyó la vida de Rebecca al asesinar a su padre, y que por esconderse de él Rebecca descubrió su poder, además de que Rebecca está ligada a Samuel. En algún otro lugar la conciencia de Sylar comienza a manipular el cuerpo de Matt a su propia voluntad.

Dispuesto a salvar a Charlie, Hiro relativamente se ve involucrado en una peligrosa misión de regresar al pasado ligado a los últimos días de vida del Dr. Mohinder Suresh, mientras Tracy comienza a perder el control de sus mortales habilidades, dejando a Claire como su única esperanza. Por otro lado Peter guiado por el haitiano René comienza a descubrir toda la verdad oculta tras la muerte de Nathan, hecho que Sylar no dudará en utilizar para recuperar su cuerpo. Así Sylar recupera su cuerpo otra vez, y parece no haber esperanza con respecto a Nathan.

Peter y Nathan obligan a Angela a decirles la verdad sobre la muerte de Nathan. La chica confiesa que obligó a Matt a introducir la personalidad de Nathan en el cuerpo de Sylar. Sylar toma control del cuerpo de Nathan y está a punto de matarla, pero Nathan logra evitarlo.

Por otro lado, Claire da a su familia una noticia bomba: está a punto de dejar la escuela. El hombre de las gafas de pasta trata de persuadirla para que reconsidere su decisión, pero ella no quiere oír hablar del tema. Gretchen llega a su casa y hacen las paces.

Noah descubre que la brújula ha desaparecido y que Claire tiene muchas posibilidades de habérsela llevado. Lauren se ofrece para utilizar la tecnología de la CIA con el objetivo de localizar el teléfono móvil y averiguar así hacia dónde se dirige la joven.

Claire asiste al funeral de Nathan mientras Peter trata de calmar su dolor a su manera: buscando venganza. Mientras tanto, Noah y Lauren interrogan a Edgar, al que han capturado, para obtener información sobre la situación exacta de la feria de Samuel.

Por otro lado, Sylar regresa a la feria, donde tratará de introducirse en la mente del asesino con la ayuda de Lydia y descubrir así qué es lo que le atormenta.

El hombre de las gafas de pasta pide ayuda a Matt para cazar a Samuel. El hombre pretende utilizar a su amor perdido, Vanessa, para que les ayude a encontrarle. Samuel, sin embargo, tiene otros planes para la joven.

Mientras tanto, Hiro y Ando se ponen en marcha para sacar al doctor Suresh del psiquiátrico. Además, Peter presenta a Emma a su madre, lo que le provoca visiones de un futuro desalentador.

La vida de Hiro está en juego mientras que su tumor cerebral se agrava, incitándole inconscientemente a rememorar algunas de sus decisiones tomadas en el pasado, en el que vuelven a aparecer personajes como Takezo Kensei o Kaito Nakamura. Hiro tiene una batalla campal contra la muerte. Entre tanto, Sylar le devuelve una inesperada visita a Claire para tener respuestas sobre el motivo de no ser él mismo de nuevo. En otra parte, el plan de Samuel toma una vuelta de tuerca terrorífica, puesto que le pide a Vanessa volver a unirse y vivir en el carnaval pero ella lo rechaza, y entonces él comienza a ser alguien totalmente distinto.

Preocupado por su sueño sobre Emma, Peter convence a Angela para que le diga dónde encontrar a Sylar. Éste se encuentra con Matt y quiere que acabe con sus poderes para poder llevar una vida totalmente diferente. Matt cree que no podrá lograrlo, pero le promete intentarlo cuando Sylar amenaza la vida de su familia.

Tras el tiroteo de la feria, Eli se encuentra con Claire en la caravana de Samuel. Éste tiene un plan para poner a la joven de su parte: mostrarle los recuerdos del hombre de las gafas de pasta. Al parecer, su primera esposa estaba embarazada cuando fue asesinada por un 'especial'. El hombre, como venganza, cazó a otro personaje con poderes y lo mató. La Compañía, entonces, lo reclutó y le obligó a casarse con Sandra.

La serie se despide de sus seguidores con un episodio en el que Eli aparece en casa de Matt tratando de prevenir a Peter y Sylar de encontrar a Samuel. Éstos no le hacen caso y siguen con su búsqueda. Mientras tanto, el oxígeno se acaba en la caravana de Samuel.