The Monitor schickt Oliver Queen nach Earth-2 um die Partikel eines Zwergsterns sicher zu stellen, doch sie werden dort von Tommy Merlyn gestohlen. Dieser arbeitet an seinem eigenen „Undertaking“, mit dem die Glades ausgeslöscht werden sollen.

Im Jahr 2040 stellen sich Connor Hawke, Mia Smoak, William Clayton und Zoe Ramirez der Deathstroke Gang. Diese wird ausgerechnet von Connors Adoptivbruder John Diggle Jr. angeführt. Seit der Zerstörung der Mauer zwischen Star City und den Glades ist die Gang noch mächtiger geworden.

Im Auftrag des Monitors soll sich Oliver in Hong Kong mit dem Biophysiker Robert Wong treffen, der dazu gezwungen wurde das Alpha-Omega-Virus neu zu erschaffen. Oliver und seine Begleiter werden von Mitgliedern der Triade attackiert, doch Tatsu Yamashiro kommt ihnen zu Hilfe. Oliver entscheidet sich schließlich noch weitere Informationen über The Monitor am Nanda Parbat einzuholen.

Im Jahr 2040 arbeitet William an der Reparatur eines Geräts, das von der Deathstroke Gang stammt. Mia, Connor und Zoe versuchen unterdessen einen Schwarzmarkt-Handel von J.J. zu verhindern.

Team Arrow aus Gegenwart und Zukunft treffen aufeinander, wissen aber nicht, wie Mia, Connor und William die Reise in die Vergangenheit gelungen ist. Zeitgleich führt Grant Wilson als neuer Deathstroke eine Armee an, die Star City in Schutt und Asche legen will. Schließlich offenbaren William und Connor gegenüber Diggle und Rene, was in ihrer Zeit geschehen ist. Oliver erfährt von Curtis, dass die russische Armee alle Komponenten für den Bau einer Antimaterie-Waffe besitzt.

Olivers nächstes Ziel ist der russische General Alexi Burov, der für seine neue Waffe Plutonium benötigt. Gemeinsam mit William, Mia und Laurel macht er sich daran, Burovs Pläne zu stehlen. Auch die Bradva schaltet sich in den Coup ein. Laurel muss erkennen, dass Lyla mit dem Monitor gemeinsame Sache macht. Zeitgleich rekrutiert Diggle einen widerwilligen Roy Harper ihn beim Diebstahl von Plutonium zu unterstützen.

Oliver erwacht in Star City, wo der äußerst lebendige Quentin Lance als Bürgermeister eine Gala gibt. Später nehmen Söldner das Police Department von Star City als Geisel. Als eine Bombe explodiert, erwacht Oliver erneut, aber auch Black Siren scheint in der Zeitschleife gefangen. Jeder Versuch, die Bombe zu entschärfen, führt erneut zum Tod von Lance.

Team Arrow stellt fest, dass Lian Yu seltsame Energien freigibt und Lyle beauftragt William damit einen Weg zu finden, dies zu nutzen. Beim Transport des Plutoniums wird das Flugzeug mit Dinah, Rene und Roy an Bord abgeschossen. Oliver und Laurel bergen das Plutonium, werden aber von Edward Fyers und anderen vermeintlich Verstorbenen aus Olivers Vergangenheit gestellt. Hat die übernatürliche Energie der Insel etwas mit ihrem Wiederauftauchen zu tun?

Vor 10.000 Jahren experimentierte Mar Novu auf dem Planet Maltus mit Zeitreisen. Dabei setzt er versehentlich den Anti-Monitor frei. Nach der Zerstörung des Multiversums versuchen die Paragonen den Fluchtpunkt zu verlassen um es doch noch retten zu können. Oliver versucht die Macht von Spectre zu nutzen, um Barry Allens Kräfte zu stärken. In der Speed Force wird Barry aber vom Anti-Monitor angegriffen.

Es ist zwei Jahrzehnte her, seitdem sich Oliver opferte um das Multiversum zu retten. 2040 ist Star City weitgehend von Verbrechen verschont und Mia lebt glücklich mit ihrem Verlobten J.J. Auch Zoe ist am Leben. Als Helena Bertinellis Tochter verschwindet, bittet Laurel Dinah um Hilfe, um sie zu finden. Außerdem versucht sie Mia davon zu überzeugen, fortan als Green Arrow aktiv zu werden. Dinah entschließt sich zur Gründung des Canary Networks.

Nach acht Staffeln - und dem Auftritt unzähliger Superhelden - schließt die Serie die Geschichte des Green Arrow mit der Rückkehr von Felicity Smoak ab.