一个在《复仇者联盟》里“死去”的特工被秘密救活，带着一支六人小队，去处理超级英雄顾不上的角落：九头蛇、异人、恶灵骑士、外星帝国、时间旅行。七季里，神盾局倒台、地下重建、再次公开；科尔森死而复生，最后真正离开。这群特工也成了一家人。
每季一卷。看卷与卷之间的蓝色箭头：上一季的结局，就是下一季的起因。
科尔森在纽约之战中被洛基刺死，又被秘密救活，记忆里只剩“塔希提是个神奇的地方”。他组建了一支机动小队：王牌飞行员梅琳达·梅、特工沃德、科学二人组菲茨和西蒙斯，再加上一个黑客 Skye。前半季像单元剧，一路追查“千里眼”和蜈蚣计划。直到《美国队长2》里九头蛇曝光，沃德也是九头蛇的人，剧情一下子急转。科尔森发现救活自己的是一具外星人的尸体。季末弗瑞任命他为新局长。
科尔森带人在地下重建神盾局，墙上画满外星文字。菲茨因缺氧脑损伤，西蒙斯卧底九头蛇。在一座外星古城里，Skye 被泰瑞根雾气转化，觉醒为“震波”，也知道了自己的本名：小雏菊·约翰逊。她的父母是异人避难所的首领江英和 Cal。同时神盾局内部分裂，冒出一个“真神盾局”和科尔森夺权。季末江英发动战争，被 Cal 所杀，科尔森失去了左手。
西蒙斯被一块巨石吸到了外星球 Maveth，菲茨拼命把她救回来。科尔森在 Maveth 上亲手杀死了沃德，结果被流放在那里的远古异人“海华”占据了沃德的尸体，回到地球。海华能控制异人，连小雏菊都被他控制了。最后林肯驾驶装着核弹的飞机，带着海华一起飞上太空，牺牲了。季末《索科维亚协议》通过，小雏菊离队独自行动。
这一季分成三段。恶灵骑士罗比·雷耶斯登场，暗黑魔书现世。仿生人 Aida 有了自我意识，开始悄悄替换队员。最后全队被困进 Aida 造的虚拟世界“框架”：在那里九头蛇赢了，菲茨是冷血的“博士”，沃德反而是好人，每个人都活在自己最大的遗憾里。逃出框架后，科尔森和恶灵骑士做了交易，借来力量消灭了 Aida。
2091 年，地球已经碎裂，幸存者在“灯塔”里受克里人奴役，罪魁祸首据说就是小雏菊。全队认识了菲茨和西蒙斯的孙子迪克，最后回到现在，想改写这个结局。现在的局势同样凶险：九头蛇将军黑尔、外星联盟，还有吸收了引力元素、变成“引力子”的塔尔博特。他们最终阻止了地球毁灭，但菲茨在废墟里死去。科尔森和恶灵骑士交易的代价也到了：他所剩时间不多，决定和梅去塔希提度过最后的日子。
科尔森去世一年后，麦克当上了局长。一个和科尔森长得一模一样的人出现了，他叫“中士”，体内寄宿着外星存在，正在追杀能毁灭星球的伊泽尔。另一边，西蒙斯和小雏菊在太空里找到了菲茨，一路上遇见了Chronicom 机器人种族。季末 Chronicom 因为母星被毁，决定入侵地球。
仿生人科尔森带队跳跃时间：1931 年的纽约、1955 年的 51 区、1970 年代、1983 年。Chronicom 想扶植九头蛇、让神盾局从未存在，小雏菊找到了失散的妹妹 Kora，《卡特特工》里的丹尼尔·苏萨也加入了队伍。最后全队回到现在打败了 Chronicom。一年后，大家在全息影像里聚会：菲茨和西蒙斯有了女儿，梅在神盾学院当老师，科尔森开着“萝拉”飞向远方。
横着看，是一个人七季的变化；竖着看，是同一季里每个人的处境。
| 特工 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 菲尔·科尔森克拉克·格雷格 | 死而复生，组建小队 | 成为局长，失去左手 | 在 Maveth 杀死沃德 | 不再当局长，和恶灵骑士交易 | 时日无多，和梅去塔希提 | 已去世，“中士”长着他的脸 | 以仿生人身份回归 |
| 小雏菊周思慧 | 黑客 Skye，追查身世 | 觉醒为震波 | 被海华控制 | 独自当义警，后归队 | 被预言为“毁灭者” | 在太空寻找菲茨 | 找到妹妹 Kora |
| 梅琳达·梅温明娜 | “骑兵”，冷面飞行员 | 巴林事件真相揭开 | 前夫变成异人 Lash | 被仿生人替换，在框架里弥补遗憾 | 和科尔森走到一起 | 身受重伤，进了休眠舱 | 醒来后能感知情绪 |
| 菲茨伊恩·德·卡斯泰克 | 科学二人组 | 缺氧后脑损伤 | 远赴 Maveth 救西蒙斯 | 框架里成了九头蛇“博士” | 和西蒙斯结婚，死于废墟 | 另一个菲茨在太空 | 藏起来守护全局，女儿出生 |
| 西蒙斯伊丽莎白·亨斯屈奇 | 科学二人组 | 卧底九头蛇 | 被困外星球 Maveth | 和小雏菊潜入框架救人 | 婚礼与失去菲茨 | 带队去太空找菲茨 | 脑中植入记忆抑制器 |
| 麦克亨利·西蒙斯 | — | 加入，被方尖碑控制 | 和 Yo-Yo 相恋 | 框架里有了女儿 Hope | 接任局长 | 局长 | 局长，在过去遇见父母 |
| 沃德布雷特·达尔顿 | 九头蛇卧底 | 叛逃，自立门户 | 被杀，身体被海华占据 | 框架里的好人 | — | — | — |
手机上可以左右滑动表格。
前三季跟电影咬得最紧，越往后越独立。
科尔森被洛基刺死，弗瑞用他的死激励复仇者团结起来。这部剧就是从“他其实没死”开始的。
小队去伦敦格林威治收拾黑暗精灵大战留下的残局，顺带挖出一把阿斯加德法杖。
全剧最重要的交叉。电影上映后一周，剧里同步爆出九头蛇，沃德反水，整部剧从单元剧变成了连续剧。
神盾局先找到斯特拉克的九头蛇基地，为电影开头的突袭铺路。电影最后弗瑞开来的那艘天空母舰，就是科尔森的人修好的。
《索科维亚协议》在剧里直接影响了异人登记，神盾局也因此重新公开。
剧集和电影同期播出，却刻意没有接灭霸的响指，从这里起基本各走各路。
佩吉·卡特的同事丹尼尔·苏萨穿越加入队伍，神盾局的创立史也在第七季被重走了一遍。
剧集一直在接电影，电影几乎从不回应剧集，所以“神盾局特工算不算正史”一直有争议，漫威影业对此态度也比较模糊。最省事的看法是：前五季可以当成主宇宙的幕后篇，第六、七季当作独立的结局。
科尔森每次说起复活经历都只有这一句，后来才知道是被植入的假记忆。
和《美国队长2》同步，沃德一枪打死维多利亚·汉德，卧底身份曝光。
Skye 在外星古城里被泰瑞根雾气包裹，从石壳里破茧而出。
科尔森揭开秘密：《奥创纪元》里救下索科维亚的那艘天空母舰，是他偷偷修好交给弗瑞的。
菲茨变成冷血的“博士”，被认为是全剧质量最高的一段。
菲茨死去，科尔森放弃最后的治疗机会，和梅一起飞向海岛。
小雏菊和梅反复经历同一段时间，被很多人认为是后期最好看的一集。
大结局一年后，所有人通过全息影像重聚，科尔森开着萝拉飞走。
剧中年份参考各季播出时间与剧情线索。演员名为常见中文译名。整理于 2026 年 10 月。