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테리의 죽음으로 잭과 그의 딸 킴이 겪는 트라우마, 그리고 그것이 그들의 관계에 끼치는 영향을 계속해서 다룬다. 테리의 죽음으로 1년 넘게 활동이 뜸한 잭에게 전 세계가 연루된 또 다른 테러 음모를 막아달라며 이제는 대통령이 된 데이빗 팔머가 연락한다.

잭은 자신의 오랜 위장 신분을 다시 찾기 위해 서두르지만, 충격적인 ‘선물’로 자신의 충성심을 증명하기 전까지는 환영받지 못한다. 킴은 엉망이 된 마테존 집에서 메간을 내보낸다. 팔머는 호기심 많은 언론과 협상하고, 어려운 선택을 한다. CTU의 야심가 폴라는 테러범의 협박이 현실로 드러나자 긴장한다.

잭의 위장 근무는 잭이 치명적인 임무에 합류함으로써 성과를 거둔다. 킴은 폭력적인 아버지로부터 메간을 구하기 위해 모든 것을 건다. 케이트 워너는 레자와 테러범 사이의 연관성이 확인됨에 따라 자신과 자신의 가족이 위험에 처할 수도 있다는 것을 알게 된다. 팔머 대통령의 보좌관 린 크레스기는 레이번을 거치지 않고 끔찍한 경고를 할 방법을 찾아야 한다.

잭은 상황을 역전시켜 핵 위협에 대한 열쇠를 찾고, CTU는 심각한 위기에 처한다; 자신의 팀이 속고 있다는 것을 알게 된 팔머 대통령은 누구를 믿을 수 있는지를 놓고 어려운 선택을 해야 한다; 킴은 게리 마테존이 생각했던 것보다 더 심각하게 자신의 딸을 해쳤다는 것을 알게 된다.

CTU가 중요한 정보를 복구하기 위해 허둥대는 동안, 잭은 니나와 대면한다; 팔머는 로저 스탠턴이라는 새로운 인물을 팀에 영입한다; 킴은 게리의 협박에도 불구하고 메건을 포기하지 않는다; CTU가 워너 집에 도착하자 케이트의 여동생은 케이트에게 분노한다.

잭은 죄수를 통제한 뒤 핵심 정보를 얻기 위해 폭력을 행사한다. 한편, 이제는 팔머 대통령의 전 부인이 된 쉐리 팔머가 돌아온다; 토니는 알려진 테러범과의 관계를 밝혀내기 위해 레자를 신문한다.

니나 배후의 연락책이 사는 건물을 급습할 계획을 세운 잭은 니나를 비세일리아행 비행기에 태운다; 쉐리는 팔머 대통령에게 팔머에 대한 음모가 정부에 존재한다는 의혹을 제기한다; 메이슨은 너무 늦기 전에 아들과 친해지기 위해 손을 내민다.

니나와 파힌이 접촉한 동안, 잭과 미셸은 폭탄 위치에 대한 단서를 찾기 위해 두 사람의 아랍어 대화를 해독하려 애쓴다; 경찰은 게리의 차 트렁크에서 발견된 처참한 것과 관련해 자세한 정보를 얻기 위해 킴과 미겔을 조사한다; 토니는 레자와 밥을 신문하지만, 테러와의 연계 가능성에 대해 두 사람은 서로 반박한다.

니나는 잭으로부터 자신을 보호하기 위해 팔머 대통령과 거래하려 한다; 메이슨은 토니가 레자와 밥 워너를 함께 신문하기를 원한다; 케이트는 아버지의 파일에서 중요한 정보를 찾고 있는 테러범을 상대한다.

니나는 잭이 복수하기 전에 전세를 역전시키려 한다; 팔머 대통령은 테러 위협이 잘 통제되고 있다며 국민을 안심시키려 한다.

잭은 케이트를 이슬람 사원으로 데려가 테러 용의자의 신원을 확인하는 것을 돕는다; 팔머는 법적 파장에도 불구하고 로저 스탠턴을 NSA에서 제외시킬 수 있다고 생각한다; 밥 워너는 CTU에 잡혀있는 동안 난폭하게 변한다.

잭은 용의자를 조사하는 동안 생명을 위협하는 극단적인 조처를 한다. 한편, 팔머는 그 과정이 아무리 불편한들 로저 스탠턴의 신문을 멈추지 않는다.

잭과 케이트는 마리의 과거 상황을 논의한다. 한편, 잭은 여전히 킴의 행방을 염려한다; 린은 소리 높여 항의하는 쉐리 팔머로부터 무엇을 빼앗고, 무엇을 빼앗지 않을 것인지에 관해 선을 긋는다.

잭은 마침내 결정적일 수도 있는 물체를 우연히 발견한다; 팔머는 쉐리에게 고위급 간부와 연루된 것에 관해 질문한다; 메이슨은 살 시간이 얼마 남지 않은 상태에서 CTU 지도부를 변경한다.

잭은 마침내 킴과 전화 통화를 하지만, 충격적인 소식을 전해야 한다. 한편, 케이트는 마리의 테러 행위에 대한 책임을 느끼기 시작한다.

킴은 핵폭탄에서 나온 버섯구름을 먼 지평선에서 보고 아버지가 사망했다고 확신한다. 한편, CTU는 LA에서 핵폭탄을 터뜨리도록 지시하는 중동 고위관리의 테이프를 입수하고, 이에 따라 미셸은 사이드 알리를 조사한다.

잭은 사이프러스 오디오 테이프가 가짜라고 주장하는 남자를 만나는 자리에 케이트를 데려간다. 한편, 팔머 대통령과 부통령은 현재 계류 중인 군사행동에 대해 이견을 보인다.

잭은 월리스가 불필요한 전쟁을 막을 증거를 제시할 수 있도록 그를 공격군으로부터 구해내야 한다. 한편, 캘리포니아에서 핵폭탄이 터지자 팔머는 국내 소요사태에 대처하는 것을 돕기 위해 육군에 대기 명령을 내린다.

사이프러스 녹음 파일이 가짜라는 증거를 찾기 위해 잭이 여전히 애쓰고 있는 가운데, 팔머 대통령은 기습공격을 감행해 미군 사상자를 줄일 것인지, 아니면 공격을 완전히 중단할 것인지 결정을 내리지 못한다. 한편, 토니는 미셸과 캐리 사이의 불화 원인을 알아내려고 노력한다.

킹슬리의 부하들에게 고문을 당하는 잭의 목숨이 위태롭다. 그들이 원하는 건 사이프러스 녹음 파일이 가짜라는 것을 증명할 컴퓨터 칩이다. 한편, 샤펠은 토니에게 군사 공격을 지원하기 위한 정보를 계속 처리하라고 명령한다.

잭은 마침내 컴퓨터 칩을 손에 넣고, 토니와 미셸은 전쟁을 막기 위해 늦지 않게 칩의 오디오 파일에 액세스하려 한다. 한편, 팔머는 대통령직을 계속 수행하는 그의 능력에 도전하는 각료들과 맞서야 한다.

잭은 사이프러스 녹음 파일을 위조한 남자를 찾아내지만, 그를 연행하는 것에 저항감을 느낀다. 한편, 샤펠이 CTU에서 중대 발표를 한 후, 토니는 자신의 경력을 걸고 잭을 돕는다; 팔머는 중요한 협력자를 포섭하는 데 성공한다.

잭은 곧 시작될 군사 공격을 막는 데 도움을 줄 수 있는 사람을 데려가려 애쓴다. 팔머는 거짓 증거에 근거해 국가가 전쟁하려 한다는 걸 증명하기 위해 계속 애쓰는 한편, 변호사를 선임해 컴퓨터 해커를 고용한 피터 킹슬리에 관해 알아낼 수 있는 모든 것을 알아내도록 지시한다.

잭은 뜻밖의 출처를 설득해 피터 킹슬리를 쓰러뜨릴 수 있도록 도와야 한다. 한편, 노박은 새로운 정보를 알게 된 후, 사이프러스 녹음 파일이 조작된 것을 증명하기 위한 잭의 노력을 도울지 말지를 결정해야 하고, 마리와 케이트는 충격적인 시즌 피날레에서 마지막으로 한 번 더 대결할 준비를 한다.