神盾局特工衔接《复仇者联盟》的 纽约大战，超级英雄和外星人的存在已经人尽皆知，全世界都在尝试适应新的现实。九头蛇组织的渗入令神盾局沦陷成了恐怖组织，菲尔·科尔森 （ 克拉克·格雷格 饰）在尼克·弗瑞 （ 塞缪尔·杰克逊 饰）的允许下开始重建组织、收拾残局，而除了招募新人最重要的事情，就是必须建立起与政府机构的信任桥梁。同时，科尔森在领队在世界各地全力搜查“九头蛇”余党的踪迹，而昔日的伙伴如今沦为背叛者的沃德 （ 布雷特·道顿 饰）则是成为了他们唯一的线索。科尔森感觉自己当初复活期间所产生的“副作用”时不时会涌上心头，也发觉自己的自控能力越来越差，死命刻墙图、甚至为了查明真相而派队员去送死，屡次让神盾局陷入更大的危机。更吃惊的是，斯凯 （ 汪可盈 饰）失散多年的父亲突然回归，并在身后也有一个从古到今毫无任何人见过的“异人”组成的联盟。斯凯因此再度为自己的身世产生疑问，也陷入了选择家人或者伙伴、左右为难的局面 。