Mùa 1 khởi đầu với việc theo chân đặc vụ S.H.I.E.L.D. là Phil Coulson khi anh ta tập hợp một nhóm đặc vụ để xử lý các trường hợp kỳ lạ. Họ điều tra về dự án Centipede với kẻ đứng đầu được biết tới với tên gọi Thấu Nhân (The Clairvoyant). Cuộc điều tra cuối cùng phát hiện ra rằng tổ chức này được hỗ trợ bởi một nhóm khủng bố là Hydra, đã bí mật xâm nhập vào S.H.I.E.L.D. Trong mùa thứ hai, tiếp nối sự kiện sụp đổ của S.H.I.E.L.D. trong Captain America: The Winter Soldier, Coulson trở thành giám đốc mới của tổ chức và được giao nhiệm vụ xây dựng lại S.H.I.E.L.D. để đối phó với Hydra và một chủng tộc có sức mạnh siêu nhiên được tiết lộ có tên là Inhuman.

Trong mùa thứ ba, Coulson bắt đầu xúc tiến kế hoạch thành lập một nhóm các Chiến binh bí mật bao gồm các Inhuman trong khi Hydra tìm cách đưa một thủ lĩnh Inhuman cổ xưa của mình trở lại để nắm quyền lực, kẻ sau đó được tiết lộ là Hive. S.H.I.E.L.D. đã giành chiến thắng trước Hive và Hydra, đồng thời lại được công nhận là một tổ chức hợp pháp với việc ký kết Hiệp định Sokovia. Ở mùa thứ tư, Coulson trở lại làm đặc vụ và S.H.I.E.L.D. có một nhà lãnh đạo mới. Họ được giao nhiệm vụ theo dõi những người có sức mạnh đặc biệt trong đó có Robbie Reyes / Ghost Rider. Thêm vào đó, các đặc vụ Leo Fitz và Holden Radcliffe đã hoàn thành dự án thực tế ảo bí mật của họ với việc tạo ra LMD và Framework , mà sau đó đã tạo ra những rắc rối khác.

Mùa thứ năm chứng kiến ​​Coulson và đội của mình bị bắt cóc tới Ngọn hải đăng vào năm 2091, nơi họ vừa phải cố gắng cứu những gì còn lại của nhân loại trong khi vừa tìm ra cách về nhà và thay đổi tương lai. Sau khi trở về được hiện tại, Coulson và nhóm của mình phải cố gắng để ngăn chặn tương lai mà họ đã nhìn thấy. S.H.I.E.L.D sau đó đã thành công trong việc đánh bại Glenn Talbot với sức mạnh của Gravitonium, nhưng Coulson chết do giao kèo với Ghost Rider trong phần trước.

Mùa thứ sáu bắt đầu với việc các đặc vụ S.H.I.E.L.D. chia thành hai nhóm: một nhóm lên vũ trụ để tìm Fitz - người bị lạc sau chuyến du hành thời gian mùa trước - trong khi những người còn lại ở Trái đất phải đối mặt với một nhóm lính đánh thuê do Sarge dẫn đầu, một kẻ mang ngoại hình giống hệt Coulson. Phần bảy là việc cả nhóm, bao gồm cả LMD của Coulson di chuyển trong các dòng thời gian để ngăn những thợ săn Chronicom muốn biến Trái đất thành ngôi nhà mới của họ và xóa sổ S.H.I.E.L.D. từ quá khứ.