Sono passati 12 mesi dal giorno 4. Il mondo crede che Jack Bauer sia morto. Gli unici a conoscere la verità sono David Palmer, Tony Almeida, Michelle Dessler e Chloe O'Brian. Jack è in macchina, alla guida. Sta andando ad un appuntamento con Chloe in una stazione di servizio. Lo vediamo con i capelli lunghi e la barba incolta.

Jack vive vicino a Las Vegas sotto copertura. Adesso si fa chiamare Frank Flynn, lavora per una centrale di estrazione di petrolio e vive con Diane Huxley e suo figlio. Chloe, inseguita da uno strano figuro, riesce comunque a contattare Jack per chiedergli aiuto. Il presidente Charles Logan e sua moglie Martha vanno a Los Angeles per una visita con l'intenzione di firmare un importante trattato con il presidente russo.

La colpa dell'omicidio dell'ex presidente Palmer ricade su Jack che quindi decide di infiltrarsi, con Chloe, nella suite di Wayne Palmer dove è stato compiuto il delitto, nella speranza di trovare una traccia del suo assassino. Il CTU e i servizi segreti cercano intanto di catturarlo.

Jack deve affrontare un gruppo di terroristi che ha preso in ostaggio 60 persone all'interno di un aeroporto nel tentativo di far accettare le loro richieste da Logan. Martha scopre che non tutte le tracce della sua conversazione con Palmer sono state cancellate.

Jack viene catturato e si accorge che tra i sequestrati c'è un complice dei terroristi. Martha cerca di dire a suo marito delle prove che ha nascosto riguardo alla sua telefonata con Palmer, ma Walt si intromette. Logan si rifiuta di negoziare con i terroristi. Un nuovo agente arriva alla CTU e scavalca l'autorità di Buchanan.

Cummings incarica un killer di uccidere Jack che però ovviamente riesce a scampare all'attentato sotto la custodia della CTU. Il presidente nel frattempo fatica a credere alla sua stessa moglie.

Jack mette in piedi un piano per dimostrare la colpevolezza di Cummings avvertendo Novick, ma viene scoperto da Nathanson. Nel frattempo Martha chiede aiuto ad Aaron.

Il presidente Logan convince Jack a tornare a lavorare per il CTU dopo avergli rivelato che Erwich ha in mente di usare il gas nervino sugli Americani. Il CTU riesce ad avere una dritta su uno dei tizi che sta aiutando Erwich a riconfigurare i codici di detonazione delle bombole di gas. Intanto il Presidente Logan assume sua moglie Martha in qualità di consigliere, come rimpiazzo di Walt Cummings.

Jack tenta di consegnare un microchip a Erwich ma il CTU riesce ad intercettarlo. Deve anche sventare un attacco terroristico in un centro commerciale, dove centinaia di vite si ritrovano a rischio.

Jack rischia di essere arrestato per aver violato un ordine del Presidente. Intanto Nathanson gli fornisce informazioni su dove si trova il gas nervino. McGill inizia a dubitare dei propri colleghi, credendo che stiano lavorando contro di lui per conto di Jack.

Il Presidente entra in crisi quando scopre che Martha sta viaggiando nel corteo con i Suvarov. Intanto Audrey convince Curtis ad entrare in azione. Jack scopre che un ex agente del CTU potrebbe avere a che fare con il gas nervino.

Jack interroga la moglie di Henderson a proposito dei legami del marito con i terroristi. Lynn implora la sorella di restituirgli la sua chiave d'accesso, mentre Tony riprende conoscenza e viene a sapere quanto è successo a Michelle.

Il Presidente Logan sta subendo pressioni da parte del suo Vice che vuole introdurre la legge marziale a Los Angeles. Lynn collega la scomparsa della sua chiave alla possibilità di un eventuale ingresso non autorizzato. Ma il suo avvertimento arriva in ritardo e non impedisce l'infiltrazione di un terrorista nell'edificio del CTU.

Jack e Lynn si occupano dei sopravvissuti al CTU, mentre Chloe combatte contro il suo dolore per la morte di Edgar. Tony contempla la vendetta nei confronti di Henderson. Martha sostiene Logan, il quale sta subendo continue pressioni politiche da parte di Gardner.

Jack si accorda con un agente dell'intelligence tedesca allo scopo di trovare la donna che potrebbe condurlo a Bierko. Wayne Palmer chiede di vedere Aaron Pierce in segreto, mentre il Presidente Logan istituisce la legge marziale in tutta Los Angeles.

Vladimir Bierko sta per lanciare un nuovo attacco. Intanto Shari prende il posto di Edgar, ma Miles non è per niente felice della novità. Jack interroga Audrey dopo che Collette ha fatto il suo nome.

Karen è pronta a prendere in mano il destino del CTU, ma Bill non ha nessuna intenzione di arrendersi così facilmente. Miles ha un piano che però include anche Audrey, sempre divisa tra la lealtà al CTU e Dod. Jack parla con Palmer e scopre l'identità della fonte di suo fratello.

Jack e Wayne lasciano Evelyn e sua figlia in un motel e vanno a recuperare nel caveau di una banca la registrazione che serve loro. Audrey intanto organizza un incontro con suo padre, mentre il presidente Logan ordina a Karen di emettere un mandato di cattura nei confronti di Jack.

Jack e Audrey s'incontrano con James Heller all'aeroporto per fargli ascoltare la registrazione. Karen e Miles cercano un aiuto esterno al CTU per rintracciare Jack, anche perché le decisioni del presidente Palmer non li convincono.

Il presidente Logan ha un nuovo problema con Henderson, ma sulle tracce di quest'ultimo c'è anche Jack, aiutato da Bill e Chloe. Il CTU è sempre più vicino a scoprire dove si trova Chloe. Jack e Buchanan chiamano in aiuto Curtis.

Grazie al tempestivo avvertimento di Karen, Chloe riesce a sfuggire alla squadra della sicurezza nazionale. Martha non riesce ad accettare il fatto che il marito possa essere coinvolto con gli attentati terroristici e la morte di Palmer. Graham mette sempre più pressione al presidente circa la cattura di Jack.

L'aereo di Jack è sulla via per l'aeroporto Van Nuys, ma Graham è intenzionato a fermarlo a tutti i costi, e così costringe Logan ad autorizzare l'abbattimento del velivolo prima che atterri.

A pochi minuti dalla videoconferenza con il procuratore generale Jack, Chloe, Bill e Karen scoprono che la registrazione delle prove contro il presidente Logan è stata cancellata. Intanto il CTU viene informato della fuga di Bierko. L'agente Adam è costretto a fare il lavoro sporco del presidente.

Jack e la sua squadra devono trovare un modo per entrare nel sottomarino e impedire a Bierko di lanciare i missili. La loro unica speranza è affidata a uno dei superstiti all'interno. Martha mette Mike al corrente della drammatica situazione, mentre Chloe decide di chiedere aiuto all'ex marito.