中情局干员杰克在家中发现女儿金偷偷溜出门，正心慌意乱时又突接局里来电，紧急集合。侦查小组负责人沃而西透露，有人打算在当天暗杀总统候选人帕尔玛，并告知杰克中情局内有人涉入。摄影帅马丁在飞往洛杉矶的飞机上，致电帕尔玛的助理帕蒂，约好和帕尔玛见面。马西邻座的女乘客曼迪偷走马西的证件，启动定时炸弹，飞机就要爆炸

杰克从磁卡上的密码档案中，发现可疑地址，他正要亲自去查时，突然反恐小组办公室内所有电脑和电话全部失灵。杰克和一个女警一起追捕男子潘提可夫，混乱中女警中枪，杰克捉住潘提可夫，杰克要潘提可夫说出内情，潘提可夫却告诉杰克，如果他想再见女儿的话，就要想办法把他从牢里弄出来。

杰克进入讯问室审问潘提可夫，却借故和潘提可夫打成一团，趁乱把抄有电话号码的纸条塞入他口中，潘提可夫透露二十分钟后他必须到杰克发现他的仓库接电话，否则金的性命难保。两人来到仓库附近发现一具藏在车厢内的尸体，确认不是金，杰克把无名尸带回反恐小组，希望查出死者身份。

帕尔玛质问杰克为何要暗杀他，杰克大吃一惊，帕尔玛于是表明他是否为了夜色行动找他报仇，杰克立刻细说来龙去脉。妮娜在庇护所先后对泰莉和金进行问话，泰莉得知妮娜曾和杰克有染情绪大受影响。帕尔玛要求夏沛尔让杰克复职，继续调查此案。

金和泰莉驾车翻落山谷，两人失散，泰莉因刺激太大，暂时失忆。伊莉莎白和亚历斯见面，亚历斯向伊莉莎白询问帕尔玛接下来的行程，伊莉莎白再三敷衍，终于找机会把追踪器放进亚历斯的皮夹。杰克依计划致电伊莉莎白，不想她却拿了把拆信刀，向亚历斯刺去。

安德烈打电话给杀手乔凡，乔凡找不到泰莉母女的下落，于是打算到杰克家走一趟。杰克和妮娜来到见面地点，摩根出现，杰克要他把任务重复一遍，摩根发现杰克说话毫无口音，便拔腿就跑，杰克下令所有干员不得开枪，泰迪不顾命令让摩根落桥身亡。

妮娜得知庇护所遭到攻击，泰莉和金失踪，立刻怪罪托尼为何没通知她和杰克。杰克和梅森来到索加市的地址，杀手乔凡趁机进屋，将克里斯一枪毙命，乔凡正要向泰莉逼问金的下落，托尼正好赶到，泰莉因再次受到惊吓恢复记忆。

雪莉指责帕尔玛多年来辛苦建立的事业毁于一旦，帕尔玛则表示他到现在才看清雪莉的野心，两人的感情已无法挽回。杰克终于发现一地下入口，这里是国防部的秘密监狱。杰克偷偷溜进监控室，发现秘密犯人居然是他两年前赴波士尼亚执行任务时所杀死的维多德雷琛。

杰克正准备移送维多德雷琛，突然灯火全灭，显然安德列德雷琛已来劫狱，只有等待救援。妮娜告诉泰莉，杰克遭人挟持，泰莉恳求妮娜尽力救出杰克。安德列德雷琛带着手下正要杀掉杰

维多德雷琛要杰克证明，亚历斯仍活着。维多愿意以杰克换回亚历斯，但梅森表明他无权决定。妮娜只好打电话给帕尔玛，希望他能插手救杰克一命。帕尔玛亲自打电话给梅森，要他擅用职权批准以亚历斯换回杰克之事，来日帕尔玛当上总统会对他有所回报。

杰克来到饭店找帕尔玛，电话响起，杰克要求帕尔玛接听，维多德雷琛和帕尔玛短暂交谈后，便立刻按下引爆按钮，所幸杰克及时扔出电话，又救了帕尔玛一命。杰克说服帕尔玛暂时装死，让维多德雷琛误以为计谋得逞。不久安德列截获一名女子来电，告诉他们帕尔玛并未身亡，而此通风报信的女子竟然是妮娜。

维多于是要求妮娜告知杰克金已死亡，诱使杰克自动上门报仇。杰克误信女儿真的已死，悲痛之下冲进维多德雷琛的巢穴，一阵激烈枪战，维多和安德列全都命丧杰克枪下。

美国政府得到情报：恐怖分子控制了一枚核弹，就在洛杉矶，预定今天内要爆炸。 所以…介于此特殊情况，休假中的总统被召回，各部门都被调动起来，连离开ctu一年的杰克.鲍尔也被要求返回总部。 总统亲自致电，杰克克服了之前失去妻子所受的伤痛，重新回到这支队伍中来，因为他要保护更多的美国市民。唯一让他放心不下的便是自己的独生女儿琴，琴自从自己的妈妈死后一直不肯原谅爸爸，在一户人家当保姆。 恐怖分子正在准备炸弹，这将是不平凡的一天的开端……

一切准备就绪，炸弹被装上军车，恐怖分子出发并开始转移核弹了。 在上一季中杰克当卧底要把坏人绳之以法，安全局猜测这次的事与他当卧底时联系的人物乔有关，所以杰克杀死对乔不利的人证，拿他的头回去，以使乔再次相信他。有惊无险的，那群人相信了他。 ctu并没有履行诺言，他们还没有帮杰克去找琴，而琴已经处于危险当中，事情原来是这样的：她当保姆的那家人中男主人有家庭暴力倾向，琴在帮助小女孩逃出她爸爸魔掌的过程中受到威胁。 这时杰克上了那帮人的车，他们带着三枚炸弹。目标竟然是…ctu（反恐部）总部。

杰克的女儿琴带着小女孩，也不知道接下来该怎么办，便打电话给杰克，但他正在执行任务，根本不能帮她，她便带着小女孩搭公车去ctu总部。 而这时的ctu总部并非安全之地，身处当中的人却全然不知。虽然杰克已经提前半小时打电话通知了总统身边的人，但由于他们的失职，ctu在炸弹爆炸前5分钟才收到通知打算撤离，这时已经来不及了，滚滚的浓烟升起，ctu大楼内一片狼藉……

总统开始追查是谁缓报了杰克的情报，导致ctu伤亡惨重，死亡20人，失踪7人。而ctu的负责人因为追查到组装核弹的地方，被钸辐射，严重危及生命，可能只有一天的寿命了。 杰克杀死乔的手下，追查到乔的下落。他赶到那里，打算逼问出是谁指使乔轰炸ctu大楼，杰克力陈当中的利害关系。最终说服了乔打开门，他在给了杰克一些照片之后吞枪自杀了。杰克翻看着手上的照片，表情惊讶。 到底那个照片上的女人是谁呢？下集自会揭晓。

妮娜.麦尔——照片上的女人，反恐小组的奸细。就是因为她，ctu才被炸成现在的样子。而也是因为她，杰克的太太才会被杀害。 杰克想亲自审问妮娜，所以当他发现上司已被放射物辐射的事实之后，以不宣扬这件事为条件，使上司答应他亲自审问杀妻仇人妮娜。 据了解，这批恐怖分子称为“第二波”，美国总统直接联系了恐怖分子所在国家的大使，大使要求与美国共享恐怖分子的资料，并承诺全力支持调查。不料几分钟后，大使所乘的直升机便坠毁了，机上人员无一生还。 看来问题现在才刚刚开始。杰克的审问也刚要开始……

总统的前妻突然拜访，她说想帮助总统，起初总统对她非常警戒，但在听说军队没通知总统就已经开始撤离时，总统开始让她帮助调查内部谁是内奸。 杰克的审问简直上演了一出好戏，本来以为有免死金牌的妮娜气焰嚣张，之后杰克以仇恨的表情出现，加上些带个人情绪的恐吓，妮娜总算配合了些，很难想象杰克该怎样超越个人恩怨的心理。 之后由妮娜带路，杰克和另一名ctu成员一起去找唯一知道核弹消息的人。这时杰克下药迷晕了同事，难道他要对妮娜下手了？

总统的班子开会，而且还处在猜测的阶段，他们怀疑国安局局长罗杰就是那个反对政府的人，一定要在今天把这件事查清楚。 ctu的托尼接到报信后，来到一家当日要举行婚礼的人家，把新郎及岳父带回去协助调查，因为开始怀疑他们赞助了大笔钱给恐怖组织的阿里。 杰克根据妮娜提供的信息找到了法希——唯一知道核弹下落的人，但差点被妮娜逃脱，法希也在昏迷当中。

抓到法希之后，妮娜一直在问他话，因为只有她会那种语言。但当妮娜问出核弹下落之后，她竟然突然杀死了法希，她的要求就是自己可以被释放。杰克的女儿琴和她的男友带着小女孩逃离洛杉矶，被警察中途拦下，因为在汽车后备箱发现小女孩妈妈的尸体，他们被逮捕，并送回洛杉矶。情急之下，琴不得不告诉警察关于核弹的消息。这时杰克与妮娜乘坐的飞机突然受到攻击，有坠毁的危险，他们能安全到达吗？

ctu成员米歇尔用电脑查到杰克所乘飞机是受到地对空导弹的袭击而坠落的。杰克与妮娜同时生还，但在搜救队还没到来之前，已经有敌人来到，他们是来杀人灭口的，而且人数很多。杰克与妮娜暂时合作。 救援队来到，敌人被杀死，但妮娜耍了一个小把戏，私藏了一盒弹夹，挟持了杰克，并想杀死他以防后患。同时妮娜也开始说出了恐怖分子阿里的地址。杰克的生命受到威胁。

杰克以自己的聪明才智再次战胜了邪恶，妮娜被活捉，送回洛杉矶。杰克接着去追查阿里的下落。情况远比想象的要复杂，最初的猜测都有着方向性的错误。被抓起来的新郎指责自己的岳父，并愿意帮助调查，当他们刚刚理出头绪时，和他一起回公司调查的探员被枪杀，凶手竟是——他的未婚妻玛莉。 而总统那里，他的前妻表面是会来帮他，却暗中与他人勾结，看来大家的处境都很危险。

总统下了很大的决心，拘捕了安全局局长，并聘人拷问他为何要阻挡大家找到核弹，他是否知道核弹的下落？ 而杰克他们了解到恐怖分子塞耶阿里会到清真寺去做祷告，所以他们找到了15英里以内的一处清真寺。在确认他在里面之后，他们想等祷告会结束后立刻擒住阿里，没想到祷告完之后，阿里并没有出来。 杰克首先带人冲进去，一个与阿里衣着相符的人已经自焚身亡了，这条线索就这样断掉了吗？ 但杰克随后发现那人的裤子短了三分，说明那人不是阿里，看来要尽快接着找到阿里的下落才行。

杰克最终抓到了阿里，并拉回去审问，阿里是块硬骨头，早就做好了死的准备，杰克只有使出绝招，威胁阿里的家人，反恐小组联络特种部队，绑架了阿里的家人，杰克要求一个个杀了他们，直到阿里说出核弹的下落。 阿里再也不忍心看着自己的亲人死去，说出了核弹下落，在诺顿机场，他们打算开飞机到市中心引爆。 玛莉搞到密码，已经先一步到了那里，核弹的一切准备就绪……

安全部长终于供出点东西，他们在几星期前就发现这枚核弹了，还找了隶属的独立军队珊瑚蛇部队跟踪，招出的地点也是在诺顿机场，也就是说杰克到那里后他们会遇到新的一群屏障阻隔在中间。 但当杰克他们一行人到达时，六个珊瑚部队成员已经都被杀了。 一架飞机正在起飞，他们废了九牛二虎之力终于把飞机截停。本以为已经找到了核弹，但那只不过是一个外壳，真正重要的部分已被转移……

玛莉的姐姐发现玛莉也在机场附近，正要逃走。杰克开枪打中玛莉的手，另外进行了拷问，并从她的话中推测出核弹还在机场。 ctu的负责人梅森因健康问题把权力移交给了托尼，依依不舍的离开了ctu总部。 现在又一个反转发生了，原来雪莉（总统前妻）是在几个月前开始与安全局长有联系的，但据她解释，她只是想暗中帮助总统，并找了证人证实这一切，但经历这么多之后，总统还是选择把她送走了。 终于找到真正的核弹了，它已经被启动，而且随时都会爆炸！！

核弹被预先设置，而且无法被拆除，只能用飞机转移，这时他们还剩55分钟。在选定沙漠之后，他们发现要牺牲飞行员才能够准确投递，使伤亡减至最低。找不到自愿牺牲的人，杰克再一次挺身而出，驾驶飞机去完成这一项伟大的使命。琴打电话给杰克，他们有一段感人至深的对话，原来亲情是永远扯不断的。还剩15分钟时，才发现ctu原负责人梅森竟然也在飞机上，他愿意为国捐躯，并劝杰克跳伞存活。3，2，1…核弹爆炸，从地平线升起美丽的蘑菇云。