Le président David Palmer interrompt ses vacances lorsqu'il apprend que des terroristes vont faire exploser une bombe atomique quelque part dans Los Angeles aujourd'hui même. Sur ces entrefaites, la NSA demande la réintégration de Jack Bauer à la CAT. Mais ce dernier est davantage préoccupé par sa relation tendue avec sa fille avec qui il tente de rétablir le contact. Kim travaille en tant que jeune fille au pair pour la famille Matheson...

Pendant que le Président tente de rassurer la presse, un journaliste, ayant eu vent de l'alerte, obtient un direct sur une chaîne télé... Afin de localiser Joe Wald, Jack s'efforce d'infiltrer sa bande en gagnant la confiance de ses hommes... Kim prend la fuite avec la jeune Megan lorsque le père de celle-ci devient violent... Après avoir eu confirmation des probabilités de l'explosion de la bombe, George Mason décide de quitter la ville pour se mettre à l'abri... Kate Warner cherche à savoir si l'homme que sa soeur va épouser aujourd'hui a des liens avec un terroriste nommé Syed Ali...

Jack part en mission avec Eddie et les autres. Il apprend qu'ils doivent faire exploser l'immeuble de la CAT. Soucieux de protéger sa couverture pour remonter jusqu'à Wald, Jack contacte discrètement l'équipe du président et leur demande de prévenir la CAT du danger qui les menace. Mais Eric Rayburn fait son possible pour que l'info ne passe pas afin de ne pas éveiller les soupçons des terroristes... Recherchée par la police, Kim et Megan se rendent à la CAT...

Mortellement exposé à des radiations de plutonium dans le labo où la bombe a été assemblée, George Mason apprend qu'il ne lui reste pas moins d'une journée à vivre... A la CAT, les bombes ont explosé avant l'évacuation du personnel. Le nombre de victimes augmente, les dégâts matériels sont importants et la plupart des données sont perdues... Mis au courant qu'un membre de son équipe a volontairement omis de prévenir la CAT, le Président décide de renvoyer le responsable... Inconsciente, Megan est transportée à l'hôpital... Kate confie à son père ses découvertes concernant Reza...

Jack Bauer apprend par Wald que c'est Nina Myers qui a commandité l'attentat à la CAT. Toujours emprisonnée, celle-ci réclame une grâce présidentielle en échange de sa coopération... Remplaçant au pied levé Eric Rayburn, Roger Stanton prépare la rencontre avec l'ambassadeur pour en savoir plus sur Second Wave... Tony Almeida se rend chez les Warner pour interroger Reza sur ses liens avec Syed Ali... Prévenue par son père du danger qui rôde à Los Angeles, Kim contacte Miguel, son petit ami...

Reza révèle à Tony que c'est son futur beau-père qui a versé de l'argent sur le compte de Syed Ali... Sherry Palmer prévient son ex-mari que des membres de sa propre administration s'allie contre lui... Kim et Miguel tentent de détourner l'attention de Gary pour prendre la fuite avec Megan et quitter la ville... Refusant d'être mis à l'écart, Jack interroge lui-même Nina. Les relations sont plus que tendues entre l'agent de la CAT et celle qui a assassiné son épouse...

La pression monte chez les Warner. Marie reproche à sa soeur tout ce qui se passe. Le mariage semble compromis... Jack et Nina se rendent à Visalia pour retrouver Mamud Faheen et savoir où est la bombe... Le Président prévient son équipe qu'il a donné un privilège executif à son ex-épouse car elle peut être d'une aide précieuse...

Le journaliste Ron Weeland, qui était retenu contre son gré au QG, a retrouvé la liberté et révélé devant les caméras que la menace d'une attaque terroriste pèse sur le pays et que le Président est au courant. Palmer veut savoir pourquoi Armus a laissé Weeland partir... Le cadavre de Carla ayant été retrouvé dans le coffre de la voiture, Kim et Miguel sont arrêtés par la police... Avec l'aide d'un détective privé, Kate a accès aux fichiers de son père. Ils y découvrent entre autre un document du gouvernement... A la CAT, Bob Warner prétend être consultant pour la CIA... Après avoir lui avoir soutirer des infos concernant la bombe, Nina tue Mamud Faheen...

Après le crash de leur avion, Nina tient Jack en otage et demande au Président en échange des infos sur la bombe une immunité pour le futur meurtre de Jack Bauer... Pour se couvrir, Reza propose de conduire Tony dans les locaux de la compagnie afin d'en savoir plus sur une facture pour du matériel envoyé à Syed Ali... Kim tente de convaincre l'officier de police qu'ils ne peuvent retourner à Los Angeles car une bombe nucléaire doit y exploser... Kate et son détective privé sont kidnappés et interrogés par Syed Ali en personne...

Une fois Nina neutralisée, Jack prévient le Président qu'il y a forcément une fuite à la NSA. Palmer cherche à coincer Stanton. Et contre toute attente, c'est son ex-femme qui lui fournit les preuves nécessaires. Une ruse de celle-ci afin de gagner la confiance du Président... Jack et son équipe font une descente à l'adresse indiquée par Nina en espérant y trouver Syed Ali. Pas de trace du terroriste, mais il y sauve Kate Warner... La voiture de police qui la ramenait à Los Angeles ayant eu un accident, Kim en profite pour prendre la fuite... Après avoir découvert que le système informatique a été infiltré à son insu, Reza est assassiné par celle qui l'a trahi : sa fiancée, Marie Warner...

Pendant que Stanton est arrêté et soumis à la question, Syed Ali demande à Marie Warner de récupérer le détonateur sur le lieu de travail de Marco... Mise dans la confidence d'une possible attaque nucléaire, Kate aide Jack à identifier Syed Ali. Mais Tony prévient Bauer que Marie a probablement tué Reza et les agents qui l'accompagnaient, et qu'il vaut mieux se méfier de sa soeur...

Ayant mis la main sur Syed Ali, Jack menace de faire exécuter sa famille s'il ne révèle pas l'emplacement de la bombe... Le dernier appel effectué sur le portable de Syed Ali est vers celui de Marie Warner. Kate ne peut le croire. C'est seulement en téléphonant à sa soeur qu'elle a la confirmation de l'implication de celle-ci dans cette histoire...

Selon Syed Ali, la bombe doit exploser dans un avion qui survolera le centre-ville. Jack et son équipe se rendent alors à l'aéroport de Northern. Mais Marie a déjà fait activer la bombe... Stanton révèle au Président qu'il savait depuis plusieurs semaines que la bombe était aux Etats-Unis et que l'unité spéciale du commandant Samuels est chargée de la détruire au dernier moment. Mais Bauer leur apprend que 6 membres du commando ont été retrouvés assassinés... Kim avoue à Lonnie qu'une bombe risque d'exploser aujourd'hui à Los Angeles. Il lui montre alors son abri anti-atomique...

Las, George Mason transmet la direction de la CAT à Tony... Après avoir découvert la mise en scène de Lonnie, Kim cherche un moyen de lui échapper... Sachant que Sherry lui a menti une fois de plus, le Président décide de la tenir à l'écart... Kate, quant à elle, identifie sa soeur. Alors que Marie s'apprête à tuer son aînée devenue bien trop gênante, Jack intervient à temps. Mise aux arrêts, Marie est interrogée. Mais la jeune femme ne semble pas décidée à se confier. Et encore moins à sa soeur...

La vraie bombe est découverte au hangar 12. Mais il est impossible de la désamorcer. Le Président décide alors de la faire exploser au plus vite dans le désert afin de réduire les dégats. Et le pilote qui sera aux commandes de l'avion devra être sacrifié afin de permettre le crash à un lieu précis derrière les montagnes. Refusant de confier cette mission-suicide à quelqu'un, Jack décide de piloter lui-même l'avion...

La bombe ayant explosé loin de la ville, Jack rentre à la CAT. Michelle lui confie que Syed Ali dit probablement la vérité lorsqu'il nie avoir eu une conversation avec 3 chefs d'Etat à Chypre. Mais Tony préfère se fier aux résultats des experts qui n'ont détecté aucun indice prouvant que l'enregistrement est truqué. Pourtant c'est sur la base de cet enregistrement que le Président doit prendre la décision d'entrer en guerre contre ces pays...

Malgré l'opposition de Tony, Jack quitte la CAT en compagnie de Kate Warner. En effet, un individu est prêt à lui fournir les preuves que l'enregistrement est un faux en échange de Kate... Carrie confie à Tony que Michelle est sans doute venue en aide à Jack. Afin de s'en assurer, Tony la met sous surveillance...

Attaqués par un groupe de snipers, Jack, Kate, Youssef et Jonathan sont contraints de se mettre à l'abri. Jack contacte Michelle à la CAT pour avoir des images satellites afin de localiser les tireurs et savoir combien ils sont. La jeune femme, se sachant surveillée, tente de le renseigner discrètement. Mais Tony la met devant le fait accompli... Prévenu des émeutes se déroulant sur la côte est, le Président décide d'envoyer la garde nationale pour calmer la foule...

Séquestrée sur ordre de Mike car elle en sait trop sur ce qui se trame dans le dos du Président, Lynne tente de fuir... Voyant que son Vice-Président est injoignable, Palmer a des soupçons sur ce qu'il se passe à Washington... Après avoir échappé à la mort, Jack parvient à se sortir d'affaire et apprend que sa capture a été commanditée par un certain Kingsley... Alors que la réunion orchestrée par Prescott approche, Chapelle demande à Tony de concentrer ses efforts sur l'attaque car la guerre aura bien lieu en dépit de la décision prise par le Président...

Jack met enfin la main sur la puce. Mais celle-ci est endommagée. A la CAT, Tony et Michelle font leur possible pour en tirer quelque chose... Pendant ce temps, Palmer est convoqué en salle de conférence où il apprend que Prescott a organisé une réunion afin de le destituer en invoquant son inaptitude à réagir face aux derniers événements. Un vote doit avoir lieu pour déterminer si David Palmer doit passer le flambeau à son vice-Président !

Relevé de ses fonctions, David Palmer est mis à l'écart dans l'attente de la conférence de presse au cours de laquelle il sera annoncé que les Etats-Unis entrent en guerre. En effet, Prescott a ordonné l'attaque des 3 pays incriminés par l'enregistrement de Chypre... Justement, Jack Bauer se rend à l'appartement d'Alex Hewitt, le hacker qui aurait fabriqué cet enregistrement afin de pouvoir empêcher l'attaque de pays innocents. Quelle n'est pas sa surprise lorsqu'il se retrouve nez-à-nez avec Sherry Palmer... Carrie, qui surveille les faits et gestes de Tony et Michelle, prévient Chapelle de leur double-jeu... Pour Kim, le calme semble être revenu. Elle se rend chez les Matheson pour récupérer ses affaires...

Parce que Chapelle veut l'empêcher coûte que coûte de venir en aide à Jack, Tony le retient prisonnier. Mais Carrie pose des questions et la situation se corse lorsque Brad Hammond de la Division, sans nouvelles de Chapelle, débarque à la CAT... Malgré les efforts de Jack et Sherry pour le mettre en confiance et l'amener à témoigner, Alex Hewitt prend la fuite...

Jack a arrangé une rencontre entre Sherry Palmer et Peter Kingsley, celui qui serait à l'origine de la bombe et de l'enregistrement truqué. En prétextant voulant se couvrir dans cette affaire, elle devra pousser Kingsley aux aveux. Mais en chemin, Jack fait un malaise. Son coeur lui joue des tours après cette rude journée. Sherry en profite pour fuir car elle sait qu'elle ne sortira probablement pas vivante de cette confrontation avec Kingsley...