Agentka Carter przeprowadza się do Miasta Aniołów, by pomóc szefowi, Danielowi Sousie, w biurze SSR na Zachodnim Wybrzeżu. Pierwsze śledztwo Peggy dotyczy dziwacznego zabójstwa kobiety, której ciało odkryto w zamarzniętym jeziorze podczas największej fali upałów. W sprawę jest najprawdopodobniej zamieszana firma Isodyne Energy oraz jej właściciel, kandydat na senatora Calvin Chadwick, który odmawia współpracy. Dzięki pomocy dr. Jasona Wilkesa, Peggy dowiaduje się, iż ofiara pracowała jako fizyk w Isodyne i była kochanką szefa. Wkrótce w taki sam sposób jak ona ginie kolejna osoba – lekarz sądowy, który dokonywał autopsji.

Peggy odkrywa, że jej dochodzenie w sprawie zabójstwa byłej pracownicy Isodyne Energy wiąże się z poważnymi konsekwencjami. Dr Wilkes wyjaśnia jej, że firma usiłowała powtórzyć sukces Projektu Manhattan i w trakcie eksperymentów odkryła Zerową Materię. Wkrótce agentka przekonuje się, że udział w śledztwie może nie tylko zniszczyć jej karierę, ale również narazić na niebezpieczeństwo osoby z jej najbliższego otoczenia.

Po zniknięciu dr Wilkesa, Peggy usiłuje dowiedzieć się, kim byli mężczyźni, którzy usiłowali zabić ich oboje poprzedniej nocy. Chadwick i Frost wrabiają Wilkesa w szpiegostwo, podrzucając w jego mieszkaniu fałszywe dowody. Peggy nie wierzy w jego winę przez co popada w konflikt ze swoimi zwierzchnikami. Z pomocą Jarvisa, agentka usiłuje podłożyć urządzenie podsłuchowe w tajnym miejscu obrad Rady Dziewięciu, ale próba kończy się niepowodzeniem. Tymczasem Howard Stark stara się pomóc dr Wilkesowi w wyjaśnieniu tego, co się z nim stało wskutek styczności z Zerową Materią.

Agentka Carter i SSR dowiadują się, że za ładną twarzą hollywoodzkiej gwiazdy Whitney Frost kryje się coś więcej. Kobieta okazuje się najniebezpieczniejszą przeciwniczką w dotychczasowej karierze Peggy. Sousa i Carter przesłuchują porwanego przez agentkę Rufusa Hunta, który pracuje dla Rady Dziewięciu. Vernon Masters wpada do biura SSR wraz z grupą agentów FBI, w celu dokonania rewizji prowadzonych przez nich spraw. Hunt prosi Chadwicka o zapewnienie mu ochrony.

Precyzja oraz umiejętność szybkiego kojarzenia faktów przez Jarvisa zostają poddane ostatecznej próbie. Peggy musi znaleźć sposób na powstrzymanie wybuchu atomowego, który grozi zniszczeniem całej Kalifornii.

Peggy zdaje sobie sprawę, że sama nie uratuje dr Wilkesa. Zwraca się o pomoc do swojego najbardziej niespodziewanego przeciwnika. Tymczasem Whitney stara się przejąć kontrolę nad zabójczą Zerową Materią.

Peggy usiłuje stworzyć plan misji ratunkowej. Whitney prowadzi poszukiwania jeszcze potężniejszej ciemnej mocy. Jarvis dowiaduje się, że nie powinien składać obietnic, których nie jest w stanie dotrzymać.

Peggy i Sousa proponują Whitney Frost wymianę. Howard Stark udziela pomocy SSR, co może mieć kluczowe znaczenie dla wyeliminowania Materii Zerowej.

Peggy desperacko stara się uratować dr Wilkesa. Służy temu niebezpieczny plan, którego celem jest powstrzymanie Whitney Frost. Jednakże Thompson robi zaskakujący ruch, który może ich wszystkich zniszczyć.

Peggy potrzebna jest pomoc Howarda Starka w wyeliminowaniu Materii Zerowej. Oboje mają przed sobą misję, z której żadne z nich może nie powrócić.