Пегги Картер — бывшая девушка капитана Америки и агент Стратегического научного резерва, последней линии обороны Америки. Правда, на работе она лишь подшивает файлы: ведь Пегги женщина, а более серьезную работу женщине доверить нельзя. По крайней мере, так думают все мужчины в ее отделе, ведь на дворе 1946 год. Однако Говард Старк, изобретатель, торговец оружием и миллионер, думает иначе. Его обвиняют в государственной измене и сотрудничестве с врагом, но Говард надеется, что Пегги по старой дружбе поможет ему и очистит его имя. Правда, ей придется работать втайне от своих коллег, поскольку все они убеждены, что Говард — предатель. Помогать Пегги будет Эдвин Джарвис, дворецкий Говарда, привыкший разрешать крайне деликатные проблемы своего хозяина, но в шпионском деле новичок. Для начала Пегги и Эдвину нужно найти пропавшую формулу разработанного Говардом нейротриптилина: взрывчатого вещества, легко способного сравнять с землей весь Манхэттен.

Пегги Картер ищет новую квартиру и между делом продолжает расследование, надеясь раскрыть личности тех, кто ограбил Говарда Старка, и узнать больше про таинственный Левиафан. Следующая зацепка — молочный фургон, на котором преступник сбежал с завода Роксон. Коллеги Пегги идут по тому же следу, но она всегда на шаг впереди. Вот только они все ближе подбираются к ней: у них есть фотографии блондинки из казино, да и свидетели все чаще упоминают некую женщину...

Пегги Картер обживается в новом жилище с весьма чопорной хозяйкой, ставящей мораль и благочестие превыше всего. К тому же она, кажется, наконец вышла на след водителя фургона, но тут ее расследование прерывается маленькой неприятностью: выяснив принадлежность автомобильного номера на месте взрыва, коллеги Пегги берут Эдвина Джарвиса под арест с намерением узнать что-нибудь о Старке. Эдвин не большой мастер терпеть допросы, и, кажется, вот-вот расколется — если только Пегги срочно не придумает, как спасти положение.

Говард Старк тайно возвращается в Соединенные Штаты. Он хочет вернуть одно из своих изобретений себе — ведь даже оставлять его в руках СНР слишком опасно. Но, разумеется, Говарду нельзя показываться, поэтому кражей займется Пегги. А он пока поживет у нее в квартире и поближе познакомится с новыми соседками, ведь некоторые из них — очень интересные личности.

На конфискованную печатную машинку приходит шифрованное сообщение. Пегги удается разгадать шифр: речь идет о сделке между Левиафаном и Говардом Старком. Обмен должен произойти в лесу Марьина горка, Беларусь. СНР немедленно отправляет туда отряд под началом Джека Томпсона — и Пегги, несмотря на все его протесты, летит с ними. На месте агентов уже ждут старые друзья Пегги — Дум-дум Дуган и остальные члены Ревущей команды, вместе с которыми Пегги прошла всю войну плечом к плечу. Дуган не верит в причастность Старка к сделке — и, в таком случае, отряд направляется прямо в ловушку. Что ж, этим ребятам к ловушкам не привыкать.

Агент Картер убеждена, что Говарда Старка подставила и обокрала девушка-шпионка, выпускница той школы агентов, которую Пегги нашла в Беларуси. Шеф Дули предлагает ей, раз уж она так уверена, самой проверить эту гипотезу. Но только окрыленная Пегги приступает к расследованию своей версии, агент Суза, наконец, заканчивает расследование своей и выясняет, что блондинкой в клубе — а значит, наверняка, и шпионкой — была именно Пегги. Теперь за ней охотится и СНР, и Левиафан. Удастся ли агенту Картер уйти от преследования?

Бывшие коллеги успешно поймали Пегги и вовсю ее допрашивают, но она на удивление стойко держится и отказывается раскрывать им свои зловещие планы. Может, потому, что никаких планов и нет? В такую версию агенты поверить пока не готовы. На помощь агенту Картер приходит Джарвис — с признанием мистера Старка, в котором тот раскаивается и принимает вину за произошедшее на себя. Такого шага со стороны Говарда, конечно, никто не ожидал — даже он сам. Между тем, доктор Ивченко ведет свою игру, и чтобы поиграть с ним, надо просто сфокусироваться.

Агенты обнаруживают результат эксперимента доктора Ивченко и быстро понимают, что это лишь проба пера. Действительной целью доктора, как можно предположить, станет Таймс-сквер, ведь сегодня — День победы, и сотни тысяч жителей Нью-Йорка вышли на праздничную прогулку. Но как найти доктора и Дотти прежде, чем они нанесут удар? Кажется, что предложить решение может лишь поистине блестящий ум, и теперь у них как раз есть один такой — ведь мистер Старк пришел сдаться с повинной.