La caserma 51 rischia di essere chiusa a causa dei tagli da parte del governo e il capitano Boden è costretto a comunicare la notizia alla sua squadra, insieme alle nuove misure di risparmio. Nel frattempo un piromane prende di mira Severide, mentre il Molly subisce un duro colpo da parte della concorrenza e la caserma accoglie due nuovi colleghi.

Il capitano Boden e gli uomini della caserma 51 si destreggiano tra le numerose emergenze e le misure di contenimento dei costi imposte dalla McLeod. Casey ha la responsabilità dei figli di Heather, incriminata dopo l'incidente d'auto, mentre Mouch si candida a presidente del sindacato. Dopo l'incendio appiccato al ristorante di Mills, pare inoltre chiaro che il pericoloso piromane abbia preso di mira tutta la squadra.

Heather affida i suoi figli Griffin e Ben a Casey durante la sua prigionia. Severide deve trovare delle prove per confermare i suoi sospetti circa l'identità del piromane (Hadley). Intanto il Molly's bar rischia di chiudere. Arthur chiede una percentuale degli introiti ad Hermmann. Scoppia un altro incendio e Mouch si fa aiutare da Isabella,un'amica di Dowson, per potersi candidare alle elezioni interne.

Dawson e Shay rimangono fortemente scioccate per aver assistito ad un suicidio. Boden critica fortemente l'operato della McLeod, incaricata dallo stato ad effettuare i tagli sulle caserme. Severide si adopera spontaneamente per smascherare Hadley (l'incendiario). Nel frattempo, Mouch prepara la sua campagna elettorale per il sindacato con l'aiuto di Isabella. Mentre Dawson si mette nei guai, Casey porta Griffin e Ben a trovare la mamma in carcere. Mills, invece, trova la spia della caserma, che spiffera alla McLeod le faccende interne della 51.

Nonostante i numerosi soccorsi portati a termine con successo, la 51 e soprattutto il comandante Boden sono sempre nel mirino della McLeod, che gli propone di salvare la caserma in cambio del suo pensionamento. Nel frattempo Shay e Dawson attraversano un periodo difficile, mentre Casey si impegna ad aiutare Heather e Mouch continua la sua campagna elettorale.

Ultime ore di campagna elettorale per Mouch, che si è' candidato alla presidenza del sindacato dei vigili del fuoco. Lo aspetta un dibattito online con il suo avversario, Greg Sullivan. Severide, prima di prendere servizio, va in aiuto di un bambino rimasto bloccato all'interno di un montacarichi edile, la situazione è molto più grave di quanto sembri. Il bambino rischia la vita e Kelly, nel tentativo di salvarlo, rimane bloccato a sua volta, senza alcun modo per chiamare aiuto.

Boden attende con ansia i risultati della tac temendo un tumore ai polmoni poiché tre dei suoi compagni sono morti dopo essere stati a contatto con dell'amianto durante un'operazione di soccorso alla quale ha preso parte anche lui. Nel frattempo la squadra deve accorrere sul luogo di una tragedia: un treno, dopo aver deragliato, si è schiantato su una fabbrica; il pericolo maggiore è causato da una cisterna di gas propano. Boden e Mills, nel tentativo di salvare due impiegati, si trovano in una situazione di estremo pericolo. Nel frattempo, Heather torna a casa dai figli e Boden annuncia di voler ritirarsi.

La gang degli "Insane Kings" semina panico e terrore nel quartiere di Cruz. Durante una sparatoria, un'innocente bambina perde la vita. Al fine di porre fine a questa ondata di violenza, Leon si infiltra nella gang. Nel frattempo Shay chiede il trasferimento mentre Severide cerca di ricucire i rapporti con Kelly che sembra però determinata a non voler vedere più il padre.

Joe Cruz è preoccupato per il fratello Leon che si è intrufolato in una pericolosa gang al fine di smascherare l'autore di un omicidio. Severide invece è preoccupato per Shay che si è chiusa in se stessa e non ha più contatti con nessuno ed è anche sbalordito dal fatto che Dawson sia del tutto indifferente ai problemi della loro amica comune. Continua il braccio di ferro tra il comandante Boden e la Mcleod che sembra aver trovato il modo per far chiudere definitivamente la caserma 51.

Mcleod sembra aver raggiunto il suo obiettivo: la chiusura della caserma 51. Tutto il quartiere si mobilita contro questa decisione, in particolare Nathan, un ragazzino di dieci anni, a cui Severide ha salvato la vita. Nel frattempo Casey, nel tentativo di salvare una neonata, rimane vittima di un crollo di macerie. La situazione è grave. Viene accettata la domanda al comando centrale dei vigili del fuoco di Dawson presentata anni prima. Isabella, tramite l'intervento di un senatore, salva la caserma 51 ricattando la Mcleod per le ingenti somme ricevute come salario.

Casey ritorna al Firehouse 51 dopo aver rischiato la vita durante il crollo di un edificio e Shay incontra la sua nuova partner, Allison Rafferty, che è amichevole con tutti tranne che con lei; nel frattempo, Dawson inizia un duro addestramento alla Chicago Fire Academy, Severide si prepara a fare da istruttore e Clarke si rifiuta di parlare di un omicidio nel quale risulta essere il primo sospettato ed il futuro del Molly’s è più oscuro che mai.

Da quando è entrato nella squadra di recupero, Mills si aspetta che i suoi colleghi gli facciano uno scherzo da caserma come rito di iniziazione. Quando un giornalista si presenta in caserma per intervistare Mills, questi, convinto che si tratti dell'atteso scherzo, risponde alle domande in modo impertinente. Shay apprende da un avvocato che Darryl, l'uomo che si è suicidato davanti ai suoi occhi, l'ha nominata erede di tutti i suoi averi.

Durante un'operazione di soccorso per un incidente stradale, manca l'elettricità nell'intero quartiere adiacente alla caserma 51. Il comandante Boden vista la situazione di pericolo e il clima rigido decide di ospitare tutte le persone che non se la sentono di passare la notte al buio e al gelo. Qui, Vince, un delinquente noto alle forze dell'ordine e con precedenti penali, aggredisce il fratello di colui che ha provocato l'incidente.

Casey rientra al lavoro nonostante non sia ancora in forma perfetta. Dawson non passa il test in Accademia e si deprime per non esserci riuscita. Severide riesce a trovare la sorella rapita che purtroppo è stata picchiata a sangue e probabilmente violentata da Keeler.

Dawson torna alla sua vecchia caserma con la coda tra le gambe: non è riuscita a superare l'addestramento per diventare vigile del fuoco e riprende il suo vecchio lavoro di paramedico al fianco di Shay. Al contrario di Dawson, Jones ha terminato l'addestramento con ottimi voti e viene assegnata proprio alla caserma 51 come nuovo candidato.L'inserimento di Jones non è indolore. La donna cerca di farsi accettare dimostrandosi spavalda e ironica, ma ottiene l'effetto opposto e tutti gli uomini del suo gruppo vogliono spingere il tenente Casey a farla trasferire.

Per festeggiare i venti anni di matrimonio con la moglie, Herrmann decide di organizzare una grande festa e di fare alla sua consorte un regalo molto particolare: si sottoporrà ad un intervento di vasectomia. La detective Lindsay e Voight continuano le indagini per la scomparsa di Vince Keeler. Nel corso delle indagini viene interrogato anche Otis che non convince i due agenti di polizia. Il comandante Jones, padre di Rebecca, convoca Boden e Casey invitandoli ad allontanare la figlia dalla caserma, perché ha intenzione di destinarla ad un lavoro di ufficio.

Durante un intervento in un edificio in fiamme, i vigili del fuoco trovano un uomo morto per aver protetto moglie e figli dall'incendio. La donna denuncia il dipartimento per omicidio colposo. Jones cerca ancora di integrarsi con i colleghi e approfitta della posizione del padre per accattivarsi le loro simpatie elargendo qualche favore. Proprio per ricambiare un favore, Dawson decide di avvertire Jones che il padre vuole estrometterla dal servizio attivo per assegnarla ad lavoro di ufficio.

Jones continua ad avere difficoltà con il padre che vuole relegarla ad un lavoro d'ufficio. Il comandante Boden e il tenente Casey le offrono solidarietà e protezione, ma la donna chiede un giorno di permesso per poter affrontare il padre e risolvere la questione personalmente. Il rapporto tra Casey e Dawson soffre una piccola crisi. Mentre Dawson parte per un week-end assieme a Shay, i due avranno modo di riflettere sulla possibilità di mettere nuove basi per la loro relazione.

Dopo la morte di Jones c'è grande nervosismo e agitazione alla caserma 51. Ne risente soprattutto Dawson che vorrebbe che il padre di Rebecca pagasse per gli errori commessi. Nel frattempo Severide si occupa del comandante Bloom e del suo caso.

Dawson aspetta di ripetere il test di ammissione per diventare vigile del fuoco. Casey prepara, assieme a Shay, la proposta di matrimonio da fare a Dawson. Il capitano Boden dopo aver saputo di aspettare un figlio da Donna, le chiede di sposarlo. Ma Donna rifiuta mandando Boden in crisi.

In questo finale della seconda stagione: Boden confida ad Herrmann che sta per sposare donna e gli chiede di essere il suo testimone. Herrmann si offre di organizzare la cerimonia nella chiesa dove lui ha battezzato i suoi cinque figli, ma la cosa sarà tutt'altro che semplice. Anche Casey decide di fare la sua proposta di matrimonio a Dawson ma, proprio nel momento in cui Matt chiede a Gabriela di sposarlo, arriva una chiamata per un edificio in fiamme e i due devono intervenire.