Il ritrovamento di un cadavere nel quartier generale della Five-0 mette la squadra in allarme. La vittima è un pericoloso serial killer che aveva ucciso alcuni turisti poco tempo prima e che con molta probabilità agiva con un complice.

In seguito alla misteriosa morte di una modella, la Five-0 si ritrova a dover collaborare con un agente segreto britannico inizialmente sospettato di essere l'assassino della ragazza, con l'obiettivo di fermare un pericoloso terrorista e sventare un attentato in Europa.

Dopo aver trovato il cadavere di uno sconosciuto nel suo letto, l'ex profiler dell'FBI Alicia Brown, non ha scelta: deve collaborare con la Five-0 nella ricerca dello spietato serial killer.

Alicia e McGarrett sospettano di aver scoperto l'identità del pericoloso serial killer che muove i pezzi della scacchiera e vogliono porre fine al suo gioco, ma questi capisce le loro intenzioni e li anticipa colpendoli alle spalle.

Adam viene rilasciato di prigione e può quindi finalmente riunirsi a Kono. Nel frattempo la Five-0 è alle prese con un uomo che, dopo aver sfondato con un bulldozer un poligono di tiro e aver rubato armi molto costose, prende in ostaggio delle persone alla Corte suprema.

È Halloween e la squadra indaga sulla misteriosa morte di una medium che abitava in una casa infestata dagli spiriti fin dagli anni '40.

Catherine, l'ex fidanzata di Steve, si presenta inaspettatamente a casa del comandante per comunicargli che la madre è in pericolo: è questione di tempo e per salvarla sarà necessario anche il suo aiuto. Nel frattempo Chin deve iniziare a rassegnarsi all'idea che la piccola Sara potrebbe essere presa in custodia dai parenti e quindi trasferita in Messico.

Danny si prepara ad accompagnare Grace al "Gran ballo d'inverno" con l'intento di scoprire chi è il ragazzo della figlia, ma la serata assume una brutta piega quando cinque uomini armati irrompono nella sala e prendono tutti in ostaggio, con l'obiettivo di rapire il figlio di un diplomatico.

Susie, una teorica del complotto amica di Jerry in visita sull'isola, viene uccisa proprio quando credeva di essere sul punto di trovare nuove informazioni sulla morte di JFK che avrebbero cambiato la storia. La Five-0 vuole quindi vederci chiaro e capire quali fatti accaduti nel novembre del 1963 potrebbero aver messo in pericolo la vita della donna.

Si respira aria di Natale e tutti stanno celebrando il compleanno di Chin, ma il party finisce quando il festeggiato riceve una telefonata in cui gli viene comunicato che la piccola Sara è stata rapita. La Five-0 si reca quindi in Messico dove farà tutto il possibile per ritrovarla sana e salva.

Dopo che Chin si è consegnato a un cartello della droga per salvare la piccola Sara, la Five-0 non intende tornare alle Hawaii senza prima aver recuperato il collega. Una volta giunta a Oahu, la squadra affronta un caso che porterà Lou a lavorare sotto copertura nei panni di un venditore d'auto.

Max si sta preparando per il suo trasferimento e Jerry gli dà una mano, ma prima del commiato la Five-0 è chiamata ad indagare sull'omicidio di un sergente della polizia di Milwaukee, arrivato sull'isola per un convegno e ritrovato senza vita tra i detriti di un'esplosione che ha devastato gli uffici di uno studio legale.

Un ex detenuto sospettato di omicidio si è rifugiato nel territorio di uno Stato sovrano che secondo gli accordi governativi non appartiene agli Stati Uniti. La Five-0 cerca quindi di negoziare con la comunità del luogo nel pieno rispetto dei confini, ma il compito si fa particolarmente arduo quando interviene un agente federale che non intende perdere altro tempo.

Il corpo di un uomo senza vita rinvenuto al porto e il cadavere di una donna trovato in acqua dalla guardia costiera sono i due casi all'ordine del giorno per la Five-0. Il primo è un cacciatore di animali esotici arrivato sull'isola per catturare uno squalo bianco, mentre la seconda è una giovane donna giunta alle Hawaii apparentemente per fare volontariato, ma un tatuaggio sospetto sul suo braccio dà il via alle indagini della squadra.

È San Valentino e mentre McGarrett e Danny condividono una giornata romantica con le rispettive compagne, il resto della squadra indaga sulla misteriosa morte di un giovane programmatore di Palo Alto arrivato sull'isola per seguire un seminario su come rimorchiare le donne.

Dopo mesi di latitanza, in stato confusionale e con le mani sporche di sangue, la dottoressa Madison Gray si presenta inaspettatamente alla centrale della polizia, affermando di non ricordare nulla degli spietati crimini commessi. Alla Five-0 spetta ora capire quale strategia intende attuare l'arguta manipolatrice, prima che la vita di Alicia venga nuovamente messa in pericolo.

Un gruppo di pericolosi terroristi, nascosti nel bel mezzo della giungla, si è impossessato di un carico di uranio scomparso per costruire una bomba in grado di uccidere la metà della popolazione dell'isola. La squadra riesce a rintracciare l'ordigno, ma McGarrett e Danny hanno solamente un'ora di tempo per tentare di disinnescarlo.

McGarrett e Kono indagano su una giovane ragazza scappata di casa settimane prima e sospettano che sia vittima di un giro di prostituzione minorile. Nel frattempo Grover e Chin sono alle prese con la misteriosa morte di tre uomini freddati in un centro di recupero e scoprono che la sede veniva usata come deposito da spacciatori.

Harry Brown si presenta alla Five-0 denunciando il rapimento di una donna che stava seguendo per conto del marito di questa. Anche un'amica della donna, amante del marito, viene anch'essa rapita. Rachel e Sten stanno per divorziare, Danny è preoccupato.

La Five-0 indaga sugli omicidi avvenuti su un'imbarcazione della guardia costiera e ciò li conduce alla Yakuza, che li imprigiona. Nel frattempo Lou è a Chicago per testimoniare su Clay Maxwell e si rende conto di non avere più amici lì.

Il team indaga su una serie di rapine in banche legate ai militari compiute da uomini di un'agenzia di sicurezza privata che operava in Afghanistan. Adam, che lavora in un cantiere, rinviene un osso mentre lavora e chiede aiuto a Jerry.

Il capitano Tanaka in pensione va da Danny per riaprire un caso di omicidio su cui avevano indagato 7 anni fa, il cui testimone credevano morto ma si scopre che in realtà era in coma e che ora cercano di eliminare definitivamente. La squadra tenterà di salvarlo.

Una vecchia conoscenza di McGarrett, Salaam, lo avverte di mettere al sicuro la sua famiglia perché a breve ci sarà un attacco a Oahu. La squadra inizia a indagare da una rete di riciclaggio di soldi. A Chin viene proposto di trasferirsi a San Francisco a capo di una propria task-force.

Il team Five-0 continua ad indagare sul traffico di prostituzione minorile. Ciò porta all'inseguimento di un complice su un camion con a bordo un gruppo di ragazze. Alla festa per il distintivo di Jerry, Steve confida a Danny che si sta curando da un avvelenamento da radiazioni; Kono non si presenta alla festa, infatti è su un volo diretto a Carson City, Nevada.