테러 방지단의 연락을 받은 잭 바우어는 그곳에서 대통령 후보 데이빗 팔머에 대한 암살 시도가 있으리란 걸 알게 된다. 한편, 잭의 딸 킴벌리는 몰래 집을 빠져나가고 잭의 아내 테리는 딸을 찾아 나선다.

잭은 데이빗 팔머 상원의원의 잠재적인 암살자와 자신의 딸의 행방을 계속 찾는 한편, 모하비 사막 상공에서 폭발한 747기의 폭발 원인을 조사한다. 한편, 팔머는 자신의 선거운동에 대한 또 다른 위협이 수면으로 떠오르려 한다는 것을 알게 된다.

자신들이 큰 위험에 처한 것을 깨달은 킴벌리와 재닛. 이제 그들은 도주 경로를 찾아야 한다. 테리는 킴벌리를 찾는 과정에서 재닛의 아버지 앨런 요크의 도움을 받는다. 한편, 팔머는 곧 공개될 충격적인 뉴스와 관련해 비밀 회의에 참석하고, 잭은 자신을 테러 조직으로 이끌 키카드를 발견한다.

데이빗 팔머에 대한 암살 시도에 CTU의 누군가가 연루돼 있을 것이라는 잭의 의심은 자신의 가장 가까운 지지자 중 한 명과 마찰을 일으킨다. 한편, 킴벌리와 재닛의 자유를 위한 투쟁은 비극적인 국면을 맞고, 팔머는 대중 앞에 나서라는 보안팀의 충고를 무시한다.

총격전이 끝난 후 잭은 경찰서로 가서 그렉 펜티코프로부터 핵심 정보를 얻으려고 한다. 한편, 킴벌리는 게인스에게 넘겨지고, 팔머는 모린 킹슬리 기자와의 만남을 주선한다.

킴벌리가 납치됐을 수도 있다는 것을 깨닫는 잭은 일과 가정을 분리하는 자신의 벽이 무너지는 것을 느낀다. 한편, 팔머는 자신의 가족이 자신의 선거운동에 해가 될 수 있는 비밀을 숨겨 왔다는 것을 알게 된다. 게인스는 댄과 릭에게 화를 내고, 재닛이 살아남기 위해 병원에서 사투를 벌이는 동안 앨런과 테리는 서로를 위로한다.

잭은 아내와 딸을 살리기 위해 CTU로 돌아온다. 한편, 팔머는 가족의 비극에 대한 자신들의 견해를 얘기할 필요가 있다며 아들을 설득하고, 게인스의 아지트에서 릭은 킴벌리를 지켜준다.

캘리포니아 예비 선거가 공식적으로 시작됨에 따라 팔머 상원의원은 자신의 가족 비극의 진실이 밝혀질 수 있도록 선거 연설을 다시 쓰길 원한다. 한편, 잭은 암살자를 찾고 자신의 아내와 딸을 살리기 위해 노력한다.

팔머 상원의원을 구하려는 잭의 노력은 역효과를 낳아 잭은 주요 용의자가 된다. 잭은 자신을 스스로 방어할 것인지, 아니면 체포에 응해 FBI의 조사를 받을 것인지 선택해야 하는 갈림길에 선다. 한편, 테리와 킴벌리는 인질극에 대처하기 위해 게인스의 아지트에서 힘을 합친다.

이제 지명수배자가 된 잭은 테리와 킴벌리를 찾기 위해 경찰을 따돌린 채 CTU와 함께 일한다. CTU의 새 국장이 실권을 장악하고, 토니와 니나는 게인스에 대한 정보를 추적한다. 팔머 상원의원의 목숨은 그를 보호하기 위해 최선을 다하는 주변 사람들의 노력에도 불구하고 여전히 위험에 처해 있다.

잭은 아내와 딸의 행방에 대한 단서를 찾기 위해 게인스의 동료를 리무진에 태워 질주하는 등 선제공격에 가한다. 한편, 릭은 테리와 킴벌리를 보호한 죄로 벌을 받고, 팔머 상원의원은 자신의 선거 운동 내에서 발생할 수 있는 음모에 대해 알게 된다.

잭은 테리와 킴벌리가 인질로 잡혀있는 아지트에 가까워지기 시작한다. 한편, 아지트의 상황이 난폭해짐에 따라 테리와 킴벌리는 스스로 충격적인 일을 만들어 낸다. 자신의 지지자들이 자신을 보호하기 위해 기꺼이 어떤 일까지 할 수 있는지를 알게 된 팔머 상원의원은 최악의 상황이 벌어진 것을 깨닫는다.

잭이 상황을 역전시키자, 게인스의 보스는 잭에 대한 게인스의 비효율적인 추적에 마침내 인내심을 잃는다. 한편, 니나와 토니는 팔머 상원의원에 대한 암살 음모가 자신들이 생각한 것보다 더 심각한 일이라는 것을 알게 되고, 팔머 상원의원은 모린 킹슬리로부터 놀라운 소식을 듣는다.

CTU는 팔머 상원의원을 암살하기 위한 대체 계획이 진행 중이라는 것을 알게 된다. 그 일을 위해 더 많은 외국의 저격수들이 고용됐는데, 그들은 이미 국내에 있을지도 모른다. 한편, 팔머는 자신의 선거 운동에 자금을 대는 일부 사람들이 자신을 협박하고 있다는 사실에 대처해야 한다.

팔머 상원의원은 CTU의 관료적 형식주의에도 불구하고 잭과 직접 대면할 것을 고집한다. 한편, 테리와 킴벌리는 CTU 요원들이 지키는 안가로 간다.

잭은 암살 음모에 관한 정보를 가진 것으로 생각되는 뉴올리언스의 한 요원과 접촉한다. 한편, 니나는 테리의 진술을 듣는 등 수사에 도움이 될 만한 모든 정보를 얻으려고 애쓴다.

잭은 팔머 상원의원 직원의 도움으로 팔머를 노리는 암살자 중 한 명을 체포한다. 한편, 키스는 페라가모 박사의 사망과 관련된 진실을 파헤치기 위해 직접 조사에 나선다.

잭은 나머지 암살자들에게 압력을 가하는 한편, 지나치게 열성적인 CTU 요원과 부득불 함께 일하게 된다. 팔머 상원의원은 키스가 페라가모 박사의 살인과 관련해 입수한 핵심 증거를 어떻게 할 것인지 결정해야 한다.

뉴올리언스의 요원이 살해된 후, 잭은 암살과 납치 계획의 열쇠를 쥐고 있는 것으로 생각되는 소거스의 한 장소에 관해 알게 된다. 한편, 킴은 릭을 찾아가고, 릭은 댄의 성질 급한 형과의 사이에 문제가 생긴다.

잭은 자신이 온종일 체포하려 한 범죄 주모자 앞에서 속수무책이고, 경찰의 마약 함정 수사에 실수로 휩쓸린 킴은 자신의 결백을 입증해야 할 처지에 놓인다.

빅터와 안드레 드레이즌은 알렉시스 드레이즌을 되찾기 위해 잭을 거래 미끼로 이용한다. 한편, 킴벌리는 다시 위험에 처한다.

CTU 내의 ‘첩자’가 마침내 밝혀진다. 한편, 드레이즌 가족은 자신들이 해야 할 궂은일을 잭에게 시키기 위해 킴벌리를 이용한다.

액션으로 가득한 긴장감 넘치는 시즌 마지막 피날레에서 잭은 드레이즌 가족과 최후의 대결을 펼친다. 한편, ‘첩자’는 아무도 예상하지 못한 피해를 초래한다.