En el estreno de la cuarta temporada, luego de que McGarrett y Wo Fat apenas escapan del sector de máxima seguridad, unos pistoleros atacan la sede del comando, con lo cual comprometen la ubicación secreta de Kono y Adam en Hong Kong. Esto obliga a McGarrett a quebrantar la ley y salir por su cuenta para encontrar a Catherine, que está secuestrada.

Una investigación de asesinato lleva al comando a ayudar a un ranger de Texas, que viene a la isla buscando a su hija desaparecida. Mientras tanto, Kono y Adam luchan por mantenerse con vida cuando se descubre su ubicación secreta.

Un teórico de conspiraciones ayuda al comando cuando un artefacto perdido es la clave para resolver un doble asesinato.

El comando investiga el asesinato de un rompebodas y su principal sospechosa es una novia fugitiva. Mientras tanto, Danny toma una gran decisión con respecto a su relación con Gabby.

Mientras el trabajo de vigilancia aparentemente inofensivo de Catherine toma un giro mortal, Adam considera hacer el máximo sacrificio para salvar a Kono.

Cuando Halloween llega a Hawái y asesinan a un hombre zombi, el comando se apresura para detener a un loco que está realizando experimentos en seres humanos.

Mientras trabajan en el caso del asesinato de un agente de encubierto de la ATF, McGarrett y el comando se encargan de cuidar al bebé recientemente adoptado de Mary cuando ella se enferma.

McGarrett y Grover deben trabajar juntos para proteger la seguridad nacional cuando el gobernador les entrega una orden de arresto para un joven pirata informático.

El intento de asesinato de un veterano de Pearl Harbor lleva al comando a buscar antiguas pruebas para investigar un delito mortal, ocurrido dentro de los campos de reclusión de Oahu durante la Segunda Guerra Mundial.

La vida de Chin corre peligro cuando la investigación de un asesinato revela que la persona detrás del crimen puede ser un asesino en serie. Mientras tanto, Danny y Grace encuentran una misteriosa caja rompecabezas en la costa de Oahu.

McGarrett ayuda a Grover a investigar la desaparición de su amigo después de que aparentemente comete un homicidio. Mientras tanto, Kono continúa la búsqueda de Adam.

Asuntos Internos interroga a Chin sobre el asesinato de su padre hace 15 años y sobre cómo su nueva relación con Malia y su familia podría haber perjudicado la investigación.

McGarrett y Danny son secuestrados por un convicto fugitivo que quiere que el comando demuestre su inocencia. Mientras tanto, Danny debe lidiar con Grace luego de que ella golpea a alguien en la escuela.

Mientras el comando investiga el asesinato de un agente de bienes raíces, cuyo cadáver fue encontrado en las paredes de una de sus propiedades, Danny queda aturdido cuando su madre viene a Oahu con noticias alarmantes.

El comando investiga un triple homicidio relacionado a un satélite chino ultrasecreto derribado, mientras que Grover lleva a la madre de Danny a dar un paseo en coche.

El comando pretende descubrir la sórdida verdad cuando alguien secuestra a una chica de su casa y balea a su padre en el proceso. Mientras tanto, Danny intenta convencer a sus padres de volver a juntarse, y Jerry descifra un código que se encuentra en la parte inferior de la cocinilla de McGarrett.

El comando investiga cuando asesinan a la hija de un magnate de la nuez de macadamia con un zapato de tacón durante el reencuentro de la secundaria de Chin.

El comando cae en una trampa cuando una mala pista lo lleva a un edificio abandonado programado para explotar con McGarrett y Danny atrapados en su interior.

La investigación del asesinato de un limpiador de piscinas lleva al comando a descubrir una posible célula terrorista de estudiantes radicalizados que planean un ataque en suelo estadounidense.

McGarrett y Catherine viajan a Afganistán para impedir que los talibanes perjudiquen a un joven cuya familia salvó la vida de Catherine años atrás.

Cuando un viejo enemigo de Grover secuestra a su hija, este se ve obligado a ayudar a robar 100 millones de dólares con el fin de recuperarla. Entretanto, Wo Fat escapa de prisión y regresa a Oahu, en el final de la cuarta temporada.