Mr. Robot suit Elliot, un ingénieur en cybersécurité de jour et hacker d'auto-défense de nuit qui se fait recruter par un mystérieux groupe secret pour détruire l'entreprise qu'il est sensé protéger...

Elliot refuse un emploi bien payé de Tyrell Wellick, le nouveau directeur de la technologie par intérim d'E Corp. Elliot obtient l'accès au compte d'E Corp de Tyrell Wellick grâce à la faille de sécurité Shellshock. Dans un message vidéo public destiné à accréditer la culpabilité de Colby, Fsociety exige que Colby soit libéré et qu'E Corp soit dissoute. Elliot est de plus en plus paranoïaque et augmente ses prises de morphine. Darlene lui rend visite à son domicile pour le conduire chez Fsociety alors que personne ne devrait savoir où il vit. Mr. Robot et Fsociety veulent qu'Elliot pirate une usine de production de gaz, provoquant l'explosion d'un gazoduc et la destruction de Steel Mountain où réside les sauvegardes informatiques d'E Corp. Elliot refuse car il ne veut pas que des vies soient mises en jeu...

Tyrell frappe un sans-abri qu’il paie pour se défouler après avoir compris qu’il ne serait pas nommé au poste de directeur technique. Il séduit le secrétaire de son patron afin de pouvoir installer un rootkit sur son smartphone et découvrir qui sera nommé. Sur les instructions de sa femme enceinte Joanna, Tyrell planifie un dîner avec le candidat.

Au lieu de faire sauter le gazoduc Elliot projette de détruire les bandes de sauvegarde à Steel Mountain en piratant la climatisation pour les faire fondre avant que des copies puissent être expédiées ailleurs. Comme cela nécessite d’être sur place et d'agir avant que des copies ne soient créées et transférées dans d'autres sites, Elliot, Romeo, Mobley et M. Robot quittent New York pour Steel Mountain. Sur la route, Elliot souffre alors d’une crise par manque de morphine. Le groupe doit attendre à l’hôtel que ses symptômes disparaissent. Elliot part à la recherche de morphine et prend finalement une seringue d’héroïne qui lui fait faire des hallucinations avec Tyrell, Qwerty, son poisson, sa mère et Angela dans lesquels il explore ses démons.

Avec l'aide de Fsociety, Elliot infiltre Steel Mountain en utilisant la manipulation psychologique (ingénierie sociale). Après avoir grugé ainsi deux employés, il rencontre par hasard Tyrell dont l’orgueil va lui permettre d'ouvrir les dernières portes et de connecter son dispositif de piratage au système de régulation de la climatisation. Cependant Tyrell révèle qu'il sait qu’Elliot a manipulé Terry Colby mais qu’il ne va pas le dénoncer.

Shayla est kidnappée par Isaac, le frère de Vera, et DJ. Ils forcent Elliot à pirater la prison de Vera pour le faire sortir en échange de Shayla. Malgré la tentative de Mr. Robot de le persuader de laisser mourir Shayla, Elliot rend visite à Vera pour espionner le réseau informatique de la prison.

Darlene et Angela ont une conversation lors d’un cours de danse qui implique qu'elles sont des amies de longue date. Elliot et Fsociety planifient une nouvelle attaque mais ils ont encore besoin de l’aide de la Dark Army. Pour ce faire, avec l’aide d’Ollie qui doit une faveur à Cisco, il bloque le réseau d’Allsafe afin de joindre Elliot. Après avoir compris qu'Angela était derrière l'attaque d’Allsafe, Elliot rencontre Whiterose, une femme obsédée par le temps et cheffe de la Dark Army. Elle lui reproche son manque de concentration et dit que la Dark Army s’est initialement retirée du projet car Gideon, qui suspecte Elliot depuis un moment, a piégé le serveur piraté d’E Corp avec un honeypot, un « pot de miel » chargé d’attirer les personnes mal intentionnées. Elliot le retire avec l'aide de Darlene. Cependant Gideon soupçonne plus que jamais Elliot.

Un flashback, qui se passe en 1994 dans la boutique de réparation informatique nommée « Mr. Robot » tenue par le père d’Elliot, montre un client venant se plaindre que le jeune Elliot lui a volé de la monnaie. Puis un accéléré montre la devanture de la boutique changer pour devenir une agence de E. Corp. Après que Mr. Robot a raconté le passé à Elliot, ce dernier s’énerve.

Elliot se réveille seul dans le véhicule de Tyrell trois jours après la conclusion du dernier épisode, sans aucun souvenir de ces trois jours. Le piratage financier conçu par Fsociety s’est déroulé selon les plans ce qui provoque le chaos à travers le monde et des manifestations dans lesquelles les participants portent des masques de Fsociety.