A trama dos “Agentes da S.H.I.E.L.D.” se passa depois da batalha de Nova York no filme Os Vingadores. O agente Phil Coulson – cuja morte foi forjada por Nick Fury – organiza um pequeno grupo de agentes para resolver casos que ainda não foram classificados.A história acompanha as atividades dos membros da Strategic Homeland Intervention, Enforcement and Logistics Division – S.H.I.E.L.D. Liderada por Phil Coulson , a equipe é formada por Melinda May , uma especialista em artes marciais e piloto experiente que vai além do dever para cumprir sua missão; Skye , especialista em computadores; Grant Ward , treinado para combate; Leo Fitz , um brilhante engenheiro; e Gemma Simmons , especialista em biologia e química.
