这一季的故事发生在上一季的3年后。这一季里，托尼（卡洛斯·博纳德 Carlos Bernard 饰）和米歇尔（蕾可·艾尔丝沃斯 Reiko Aylesworth 饰）结婚了，并且成为了CTU的主管，而杰克（基弗·萨瑟兰 Kiefer Sutherland 饰）的女儿金姆也加入CTU成为了一 名情报分析员。剧情由一具被扔在洛杉矶卫生中心外并感染了致命病毒的尸体开始。一个墨西哥毒枭为了让美国政府释放自己的哥哥，以致命病毒为恐吓。杰克也因此又踏上了反恐调查之路。而这一季里面，杰克的调查并不顺利，为了打入毒贩内部，杰克不惜染上毒瘾，这导致他在调查中困难重重。而白宫方面，获得连任的鲍尔默总统（丹尼斯·海斯伯特 Dennis Haysbert 饰）康复后身边多出了一位私人医生女友，而总统的弟弟韦恩成为了他的得力助手，在连任压力面前，又要化解这场生化危机。总统还能像前几次那样给予杰克强有力的支持吗？

　　年过七旬的美国联邦调查局局长埃德加·胡佛（莱昂纳多·迪卡普里奥 Leonardo DiCaprio 饰）应《犯罪纪实》之邀口述个人回忆录。胡佛向回忆录代笔作者讲述了他自1919年以来的重要人生历程：逮捕左翼分子领袖、缉拿臭名昭著的黑帮头目、破获震惊全美的林德伯格绑架案等等。依据胡佛的讲述，他力排众议，改组联邦调查局，引入高科技侦查手段，尽心尽力为美国社会的和平与稳定而操劳。然而另一方面，他的私人生活却成为了他想要极力掩饰的部分。　　就在胡佛回顾自己一生的时候，美国社会依然有诸多动荡因素存在。胡佛任用多年的私人助理克莱德·托尔森（艾米·汉莫 Armie Hammer 饰）也似与他保持着不寻常的关系……

　　　为弘扬民族正气，精武英雄陈真（甄子丹 饰）当年在上海虹口道场击杀日本武术高手。在此之后他更名改姓，背井离乡，远赴法国务工。一战后陈真化名齐天元，重返阔别已久的祖国，并以实业家的身份结识了上海大亨刘禹天（黄秋生 饰）及性感妖艳的夜总会女郎KIKI（舒淇 饰）。刘张扬跋扈，大发战争财，但尚存中国人的骨气；KIKI表面单纯，实则是日本女间谍，长期潜伏夜总会搜集情报。一战虽然结束，但战争的阴影远远没有散去。陈真加入秘密的抗日组织，并希望争取到刘禹天的支持。与此同时，以皇军大佐力石猛（木幡龙 饰）为首的暗杀军团开始向爱国志士痛下杀手。　　鱼龙混杂、暗流涌动的上海滩，已是黑云压城，暴雨将至……

　　德国，二战结束前的四天。一位率领着他的部队占领海边孤儿院的苏联军官。一支在海滩驻扎的纳粹德国国防军部队。一种反常的危险的爱。　　所有人都对战争感到疲惫，只有十三岁的孤儿彼得，想要证明自己是一个英雄，千万百计煽动两支部队。直到他意识到，真正的敌人早就潜伏在其他地方，而他所谓 的敌人，其实是如父亲般的朋友。　　这时划清的不是敌与友之间的界线，而只是善与恶之间的界线。

　　银行新开了隐私保险箱业务，其中有三个箱子无人认领，银行派出职员调查三个箱子的主人，发现箱子里分别放着头发，身份证，书信，而且每个箱子藏着一段过往的秘密，最后秘密中的忏悔和愧疚在宽容里化解。

　　女子特警队训练出的一批超级女警，小颜就是其实的一个。为了捉拿罪犯，她不惜潜入黑帮成为卧底，靠着拳头取得了黑道老大的信任……

　　四年前的纽约市，蟑螂扩散的病毒造成瘟疫，差点将市内儿童灭绝，在公立学校任教的昆虫专家李美（艾莉丝高朗士Alix Koromzay饰）想出以毒攻毒方法：利用蚂蚁及白蚁的DNA研制一种取名「犹太」的新品种蟑螂，借着「犹太」体内的特殊分泌消灭蟑螂的体液，利用它们充当诱饵出卖肆虐的同类，「犹太」潜入蟑螂邋遢的栖息地把带菌蟑螂一网打垮，病毒最后亦得以控制。　　破坏计划看似空前成功，人类在四年后的今天还以为顽固的蟑螂绝迹人间，可是，并非所有「犹太」的也在预期中百多日寿命限期内死亡，部份变种成新种类，这种超智版蟑螂能模仿人类，牠们杀害人类后，把受害者的面皮戴上，穿上大褛及利用两条后腿走路，牠们在李美的残破学校及黑暗的地铁管道匿藏。　　与此同时，多宗残酷凶杀案的死者均是李美的的前男友，警方认为李美的嫌疑最大，遂派遣自以为聪颖过人的探员卡拉斯基\对李美进行调查。卡拉斯基起初也对李美充满怀疑，但他却不相信身型普通的李美，有足够力气在杀人后撕走前男友的面皮，再把尸体挂上高架灯柱之上。史上最巨大的无敌蟑螂再度变成杀人怪物，肯定对全人类安全构成威胁，李美只好再次迎战！

　　不知从什么时候起，国宝熊猫迅速在繁华都市的大街小巷流行开来。最为特别的是，肩头扛着熊猫玩偶的男人女人出现在城市的每一个角落，引来引论纷纷。热爱《名侦探柯南》的少年艾泽乐希望弄清熊猫人的真实身份，功夫不负有心人，他终于从美术馆馆长那里得知熊猫人的秘密。原来美术馆策划了一个修建养老院的公益活动“让熊猫飞”，熊猫人正是这项活动的特色内容之一。艾泽乐受邀担任“让熊猫飞”的主持人，他走访这座城市中认识与不认识的人，号召大家参与进来，并见证着不同的人对该活动的态度。　　最终，这个充满想象力的活动能否开花结果？

　　香港的创作乐手Michael（吴彦祖）因故滞留北京，与一群真心热爱着摇滚乐的北漂青年相遇。他们有着自己的乐队，乐队主唱叫做平路（耿乐），队里还有个活泼反叛的领舞女孩儿杨颍（舒淇）。Michael被这群年轻人深深吸引着，他喜欢他们对音乐苦苦的执着精神，一路跟着他们到乡下走穴。　　然而，本土文化浓重的北京既可以深刻的诠释摇滚音乐，又可以高傲的把它视为粪土、垃圾。平路他们生活拮据，在音乐的路途上不断碰壁。唯一不变就是对音乐发自灵魂的热爱，如同那歌里一声声的诘问：“我想到光的深处，那里有风么……”　　边缘的生活方式，坚挺的灵魂，感动每个人的是歌声还有梦想……

　　Santos Trinidad是一名经验丰富但落魄不得志的老警官，在追踪少女失踪案件过程中遇上了一起枪击案，留下三具尸体，唯一的目击者下落不明。