Tres meses después de la caída del proyecto secreto contra los superhumanos y la aparente derrota de Sylar, los héroes intentan retomar una vida normal. Claire empieza la universidad, pero su pasado la persigue. Hiro y Ando continúan usando sus poderes, aunque Hiro vuelve a enfrentarse a sus consecuencias. Noah busca redimirse y ayudar a Tracy, mientras descubre una peligrosa conspiración relacionada con Danko y un misterioso objeto codiciado por varios personajes. Peter trata de utilizar sus habilidades para hacer el bien y dejar atrás sus errores, mientras Nathan sufre una inquietante crisis de identidad. En Los Ángeles, Matt Parkman intenta rehacer su vida, pero Sylar sigue atormentándolo. Al mismo tiempo, Samuel Sullivan lidera un grupo de superhumanos que recorre el país buscando nuevos miembros para su peculiar familia, poniendo su atención en varios de los héroes.

Samuel continúa con su misión de extender a su familia, esta vez buscando a su nuevo objetivo, Peter Petrelli, haciéndole creer que él estuvo en el accidente en el que salvó mucha gente con sus poderes. Mientras tanto Claire, intentando ser independiente, comparte su enorme secreto a su compañera Gretchen (Madeline Zima). Por otra parte, Matt verá cómo Sylar, aun en ausencia de su cuerpo, es capaz de humillarlo y torturarlo cuando él quiera. Mientras en algún otro lugar; una mujer llamada Emma (Deanne Bray) descubre que de alguna manera es capaz de percibir el sonido como un aura luminosa alrededor de los objetos que lo emiten.

Tras hacer un impresionante descubrimiento, «Nathan» intentará desenterrar el extraño suceso que de alguna manera lo liga a un pasado lleno de sufrimiento y muerte. Mientras, Hiro deberá aceptar la verdad de lo que le está sucediendo y confesarle su situación actual a su hermana, antes que sea demasiado tarde. Abrumada por sus acciones pasadas, Tracy intentará recuperar la vida política que alguna vez fue suya pero no con un fin satisfactorio. Mientras tanto, armando sus propios planes, Noah trata de resolver el misterio detrás de la brújula, ignorando que eso solo podría convertirlo en un imán de catástrofes ya que incluso Peter saldrá herido en esta.

Afrontando las consecuencias de sus acciones, Sylar pronto se verá en grandes aprietos con la policía, sobre todo cuando una misteriosa mujer se presente como su aliada y le hable de su jamais vu. Mientras Claire pronto descubrirá que su compañera Gretchen guarda ciertos secretos, ya que ella no puede guardar muy bien su secreto, y sospecha de ella del asesinato de una chica. Además, la compañera de cuarto de Claire muere. Por otro lado Peter, buscando sentido a su vida, no tardará en ver sus grandes similitudes con la situación de la confundida Emma. Por otra parte, Samuel comienza a atar cabos para atraer a sus “nuevos hermanos”.

Sylar comienza el trabajo de redescubrirse a sí mismo con la ayuda de Samuel, aunque no con los resultados esperados. Hiro le enseñará a Emma cómo aceptar su habilidad y las posibilidades que esto trae. Mientras Peter recurre a la ayuda de Noah para encontrar a un sanador que salve la vida de Hiro. Hiro pronto llegará a una conclusión precipitada al reconsiderar enmendar su pasado una vez más. Hiro recuerda a Charlie y viaja para salvarla de las manos de Sylar tres años antes.

Matt, desesperado por recuperar la totalidad de su vida, toma medidas extremas para frenar a Sylar, quien continúa atormentándolo. En otro lugar, Noah recurre a la ayuda de Tracy para salvar a Jeremy (Mark L. Young), con problemas muy similares al propio pasado de ella. Mientras, Claire y Gretchen se embarcan en una lucha por la sobrevivencia con sus nuevas hermanas de fraternidad, quienes son acechadas por la perversa Rebecca (Tessa Thompson). Además, se descubre que ella ha causado todos los males en la universidad y todo para manipular a Claire.

Hiro viaja tres años al pasado para salvar a Charlie de manos de Sylar, sólo para encontrar que todo se complica con la presencia de Samuel, pues este ha secuestrado a Charlie y amenaza a Hiro con no devolverla si no hace lo que le diga. Mientras tanto, se revelan secretos del pasado de Noah.

Armado de un nuevo poder curativo, Peter comienza una nueva forma de ayudar a sus pacientes, ignorando que puede haber consecuencias ocultas. Gretchen, a pesar de los esfuerzos de Claire y el Haitiano René se va de la universidad y de la vida de Claire sin titubear. Claire, descubre la identidad de su atacante, Rebecca, quien a su vez descubre que el pasado de Noah es esta vez el causante de todos los males, puesto que Noah destruyó la vida de Rebecca al asesinar a su padre, y que por esconderse de él Rebecca descubrió su poder, además de que Rebecca está ligada a Samuel. En algún otro lugar la conciencia de Sylar comienza a manipular el cuerpo de Matt a su propia voluntad.

Dispuesto a salvar a Charlie, Hiro relativamente se ve involucrado en una peligrosa misión de regresar al pasado ligado a los últimos días de vida del Dr. Mohinder Suresh, mientras Tracy comienza a perder el control de sus mortales habilidades, dejando a Claire como su única esperanza. Por otro lado Peter, guiado por el haitiano René, comienza a descubrir toda la verdad oculta tras la muerte de Nathan, hecho que Sylar no dudará en utilizar para recuperar su cuerpo. Así Sylar recupera su cuerpo otra vez, y parece no haber esperanza con respecto a Nathan.

El Día de Acción de Gracias llega y Claire se ve obligada a pasar una sofocante cena de acción de gracias con los continuos problemas de sus padres pues Noah tiene una nueva invitada, Lauren (Elisabeth Rohm), aunque Sandra no se queda atrás, pero esto llevará a Noah a darle un feliz reencuentro a Claire con Gretchen, y Claire le robará a Noah la brújula que guardaba para llegar al fondo de todo. En algún otro lugar, los Petrelli tienen que lidiar con el aparente regreso de Sylar, ya que este toma a Peter y a Angela como rehenes pero Nathan le da pelea a Sylar, aunque Nathan huye, mientras Hiro, harto de la hipocresía de Samuel, une fuerzas con Lydia (Dawn Olivieri) y Edgar (Ray Park) desenterrando el misterio de la brújula y la verdad sobre la muerte de Joseph Sullivan (Andrew Connolly).

Samuel intenta trazar un plan que brindará frutos, mientras Noah junto a Lauren se defiende de inesperados visitantes. Peter, por otra parte, lucha por aceptar la realidad y toma medidas extremas para recuperar lo que quiere, puesto que no puede aceptar la muerte definitiva de su hermano, aun con la insistencia de Angela de superarlo con las cinco etapas de la muerte. Pero entonces es cuando el mismo Nathan le hace ver su error y Nathan se va definitivamente. Mientras, Claire intenta comprender la razón para vivir del carnaval.

Peter se despide definitivamente de Nathan, quien no pudo controlar el cuerpo de Sylar. Claire, por su lado, comienza a darse cuenta de que es una especie de prisionera en el "Carnaval", ya que la vigilan constantemente y Samuel no está dispuesto a dejarla ir. Hiro, a causa de su tumor, vive en un mundo de fantasía en el cual Ando deberá entender el mensaje que su amigo le intenta decir mediante códigos de historietas.

Peter Petrelli organiza la muerte de su hermano Nathan para que el mundo de la política no sospeche de lo que realmente pasó. Sylar va a en busca de Samuel, pero cuando intenta asesinarlo algo inesperado sucede, luego Samuel tratará de convencerlo de que su lugar es el Carnaval y la familia que él le proporciona. Lydia habla con Sylar y le dice que ahora ya no puede asesinar a nadie porque siente que morirá solo (por lo que Hiro le dijo mientras este intentaba salvar a Charlie). Por otro lado, Edgar va hasta la casa de Noah para extraerle información, pero después es Noah quien lo utiliza para su propio beneficio.

Claire recibirá la visita de Sylar, en la que este le hace una gráfica de su vida. Noah pedirá a Matt su ayuda para atraer a Samuel a través de su antiguo amor Vanessa (Kate Vernon), aunque las cosas le saldrán con un efecto inesperado. Hiro y Ando intentarán rescatar a Mohinder Suresh. Y Angela tendrá una oscura visión del futuro relacionada con Emma y el violonchelo que le regaló Samuel.

La vida de Hiro está en juego mientras que su tumor cerebral se agrava, incitándole inconscientemente a rememorar algunas de sus decisiones tomadas en el pasado, en el que vuelven a aparecer personajes como Takezo Kensei o Kaito Nakamura. Hiro tiene una batalla campal contra la muerte. Entretanto, Sylar le devuelve una inesperada visita a Claire para tener respuestas sobre el motivo de no ser él mismo de nuevo. En otra parte, el plan de Samuel toma una vuelta de tuerca terrorífica, puesto que le pide a Vanessa volver a unirse y vivir en el carnaval pero ella lo rechaza, y entonces él comienza a ser alguien totalmente distinto.

HRG pone en marcha su plan para neutralizar a la Feria con la ayuda de Lauren, aunque el tiro le sale por la culata puesto que engaña a Claire para hacer un acto de paz con Noah cuando en realidad solo quería hacerlo ver mal, lo que propicia la muerte de Lydia. Procurando comprender su deseo de humanizarse, Sylar le devuelve la visita a Matt, incluso amenazando que asesinará a Janice, pero Matt tiene un plan para él. Entre tanto, Peter avisó a Emma de las intenciones de Samuel tras ver una negra visión del futuro. Peter visita a Matt y encuentra que ha neutralizado a Sylar encerrándolo en su mente. De repente decide salvarlo ya que Sylar es el único que puedo salvarlos de las intenciones de Samuel. Lauren llama a Tracy para pedirle ayuda. Samuel le dice a su gente que hay que mostrarle al mundo lo que son en realidad.

Samuel intenta convencer a Claire de que Noah es un mal hombre y de que su verdadero lugar está en el carnaval, revelándole oscuros secretos sobre el pasado de su padre y manipulando a Gretchen para encontrarla. Mientras tanto, Peter y Sylar permanecen atrapados en la mente de este último, donde, tras superar sus diferencias, consiguen escapar. En el carnaval, Lauren es curada por Emma, pero Samuel ordena eliminarla al descubrir que sigue con vida. Al fracasar en su intento de atraer a Claire, Samuel la entierra junto a Noah, aunque ambos logran sobrevivir. Finalmente, Samuel prepara al carnaval para revelar públicamente la existencia de los superhumanos en Central Park, mientras envía a un sicario para acabar con Peter y Sylar.

Noah y Claire quedan atrapados en una cámara sin oxígeno, pero Tracy logra rescatarlos a tiempo. En Central Park, Samuel pone en marcha su plan para revelar la existencia de los superhumanos y provocar una masacre, obligando a Emma a atraer a la multitud con su violonchelo. Peter y un arrepentido Sylar unen fuerzas para detenerlo, mientras Hiro y Ando regresan para evitar la tragedia. Claire desenmascara las verdaderas intenciones de Samuel ante los miembros del carnaval, debilitando el origen de su poder. Cuando Samuel intenta acabar con cientos de inocentes, los héroes colaboran para derrotarlo definitivamente. Sylar demuestra su redención al salvar a Emma, y, finalmente, Claire revela públicamente sus habilidades ante las cámaras, marcando el inicio de una nueva era para los superhumanos.

Everyone bands together to try to stop Samuel from taking the lives of thousands. Peter joins forces with his most unexpected ally to save Emma. Meanwhile, H.R.G.'s life hangs in the balance as he and Claire find themselves trapped underground with oxygen quickly running out. Elsewhere, Hiro starts to come to grips with the decisions he has made and is called into action to help stop a disaster.