컴퍼니를 공격한 사일러가 엘(크리스틴 벨)과 싸움을 벌인 후, 상상 이상의 능력을 지닌 십여 명의 악당들이 풀려난다. 컴퍼니의 지휘권을 갖게 된 안젤라 페트렐리(크리스틴 로즈)가 입이 쩍 벌어질만한 비밀을 폭로한다.

무자비하고 강력한 네 명의 악당이 은행이 난입하자, 안젤라(크리스틴 로즈)는 그곳으로 H.R.G.(잭 콜먼)와 위험하고 새로운 인간 병기를 보낸다.

히로(마시 오카)와 다른 영웅들이 컴퍼니의 라이벌인 파인허스트 기업의 제안을 받아들이는 한편, 피터(마일로 벤티밀리아)는 충격적인 정체를 지닌 회사 설립자와 만난 후 완전히 변해버리고 만다. 클레어(헤이든 파네티어)는 그녀의 어머니 샌드라(애슐리 크로)와 함께 메러디스(제슬린 길직)를 도일(데이비드 H. 로렌스 17세)의 비틀린 지배로부터 구출하려 한다.

붙잡혀 겁에 질린 채 궁지에 몰린 네이선(아드리안 패스더), 트레이시(알리 라터), 맷(그렉 그룬버그)과 피터(마일로 벤티밀리아)는 친숙한 인물들과 사투를 벌인다. 엘(크리스틴 벨 특별 출연)이 충격적인 복귀를 한다.

다가올 결전에 대비하기 위해, 히로(마시 오카)는 무엇 때문에 사일러(재커리 퀸토)가 비틀린 인간이 되었으며, 플린트(블레이크 실즈)와 아서 페트렐리(로버트 포스터)가 악당이 되었는지 알아본다.

아서 페트렐리(로버트 포스터 특별 출연)가 안젤라(크리스틴 로즈)와 아들 피터(마일로 벤티밀리아)와 그들의 동료들에게 전쟁을 선포하면서 영웅들이 쓰러진다. 크리스틴 벨, 브리 그랜트, 제이미 헥터, 블레이크 실즈, 은타레 므위네가 특별 출연한다.

사일러(재커리 퀸토), 엘(크리스틴 벨 특별 출연)과 재회한 아서(로버트 포스터 특별 출연)는 그들에게 클레어(헤이든 파네티어)를 찾아서 데려오라고 명령한다. 히로(마시 오카)와 안도(제임스 카이슨 리)는 힘을 합쳐 대프니(브리 그랜트 특별 출연)를 따라 대프니의 고향인 캔자스주 로렌스로 가, 대프니가 뭘 숨기는지 알아낸다. 한편, 네이선과 피터 페트렐리(아드리안 패스더와 마일로 벤티밀리아)는 세계를 파괴하려는 아버지를 막을 수 있는 유일한 사람인 아이티인(지미 장 루이스)을 찾아 아이티로 간다. 잭 콜먼, 알리 라터 역시 출연한다. 로버트 포스터 역시 특별 출연한다.

일식이 계속해서 영웅들의 능력에 영향을 미치는 동안 엘(크리스틴 벨)과 사일러(재커리 퀸토)는 복수심에 불타는 H.R.G.(잭 콜먼)와 싸우고, 그동안 클레어(헤이든 파네티어)는 살기 위해 고군분투한다. 피터와 네이선(마일로 벤티밀리아와 아드리안 패스더)은 아이티인(지미 장 루이스)과 힘을 합쳐 아이티인의 형제 배런 사메디(드미트리어스 그로세)와 싸우는데, 이후 네이선은 충격적인 결정을 내린다. 한편, 안도(제임스 카이슨 리)는 현지 만화 서점에서 샘(세스 그린 특별 출연), 프랙(브레킨 메이어 특별 출연)과 함께 만화책 '9번째 기적'을 통해 히로(마시 오카)의 기억을 되찾기 위해 애쓴다. 그렉 그룬버그, 센딜 라마머시, 알리 라터, 크리스틴 로즈 역시 출연한다. 로버트 포스터도 특별 출연한다.

아서(로버트 포스터 특별 출연)를 막을 방법을 찾길 기대하며, 히로(마시 오카)와 클레어(헤이든 파네티어)는 카이토(조지 타케이 특별 출연)가 아기 클레어를 H.R.G.(잭 콜먼)에게 맡겼던 16년 전 과거로 간다. 한편, 피터(마일로 벤티밀리아)와 아이티인(지미 장 루이스 특별 출연) 역시 힘을 합쳐 아서 페트렐리를 영원히 없애버리려 하지만, 사일러(재커리 퀸토)가 이를 방해한다. 한편, 실험실에서는 수레시(센딜 라마머시)가 모든 것을 바꿀, 화학식에 관한 중요한 실마리를 발견한다. 알리 라터, 크리스틴 로즈, 그렉 그룬버그, 아드리안 패스더, 제임스 카이슨 리 역시 출연한다. 제슬린 길직, 애슐리 크로, 탐린 토미타, 채드 파우스트도 특별 출연한다.

아서 페트렐리와의 결전 이후, 페트렐리 형제(아드리안 패스더와 마일로 벤티밀리아)는 서로 싸우게 되고, 네이선은 전 세계에 영향을 끼칠 일을 시작한다. 한편, 사일러(재커리 퀸토)는 클레어(헤이든 파네티어), H.R.G.(잭 콜먼), 메러디스(제슬린 길직 특별 출연), 안젤라(크리스틴 로즈)를 프리마테크에 인질로 잡아둔 뒤 대결을 벌인다. 한편, 안도(제임스 카이슨 리), 맷(그렉 그룬버그), 대프니(브리 그랜트 특별 출연)는 계속해서 히로(마시 오카)를 구하려 하는데, 수레시 박사(센딜 라마머시)가 이들의 유일한 희망일지도 모른다. 알리 라터 역시 출연한다. 은타레 므위네, 데이비드 H. 로렌스 17세, 채드 파우스트도 특별 출연한다.