La seconda e ultima stagione della serie televisiva Agent Carter, composta da 10 episodi, è stata trasmessa per la prima volta dal 19 Gennaio 2016 al 1 Marzo 2016. Disponibile in Italia dal 23 Giugno 2016 al 21 Luglio 2016.
Note:La ABC ha riconfermato la serie con una seconda stagione l'8 Maggio 2015. Leggi la news
Sousa è adesso il Capo della sezione californiana dell'SSR e s'imbatte in un bizzarro caso di una donna uccisa e ritrovata in un lago congelato, nonostante il caldo infernale di Los Angeles. Carter è impegnata nell'interrogatorio di Dottie Underwoood, ma Thompson decide di mandarla a L.A. ad assistere Sousa nelle indagini. Si scopre che l'omicidio della donna è collegato a un impianto nucleare e al suo proprietario, un uomo losco che si sta candidando a una carica politica. Stark si è gettato con fervore nel nuovo business hollywoodiano e Jarvis si è trasferito in città per assistere il suo capo, ma come sempre da' una mano a Peggy nelle indagini.
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Le indagini sull'omicidio continuano e con l'aiuto del Dr. Wilkes, Peggy scopre che c'è qualcosa di incredibilmente pericoloso nei laboratori di Chadwick. Quest'ultimo intanto, incontra un comitato segreto il quale gli intima di chiudere il progetto per la Materia Zero, visto che l'omicidio ha richiamato l'attenzione dei federali.
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Il capo di Peggy insiste affinchè lei smetta di indagare sul Senatore e sulla misteriosa sostanza che ha causato l'esplosione alla Isodyne. Sono rinvenuti indizi che incolpano il Dr. Wilkes di tradimento, ma Peggy è convinta che sia una montatura per depistare le indagini. Sousa si accorge che c'è qualcosa di strano in Peggy quando degli oggetti intorno a lei levitano come in assenza di gravità e i due si rivolgono a Stark per avere aiuto. Frost scopre di avere un terribile potere durante un alterco con il suo regista.
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Vediamo in alcuni flashback il passato di Whitney Frost, alias Agnes Cully prima che diventasse un'attrice famosa e come Peggy ha deciso di rinunciare ai suoi progetti matrimoniali per seguire il corso di addestramento dell'SSR durante la Seconda Guerra Mondiale. Intanto Carter e Jarvis rapiscono Hunt per interrogarlo sul Consiglio del Club Arena.
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Wilkes riesce a recuperare la forma fisica temporaneamente e scopre dove si trova il corpo Jane Scott. Carter e Jarvis cercano di rubare il cadavere di Scott per restituire permanentemente la forma fisica al Dr. Wilkes, ma sono ostacolati da Frost. Peggy e Jarvis lottano contro il tempo per fermare un'esplosione nucleare che minaccia di distruggere la California.
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Wilkes disegna una camera di contenimento per evitare di sparire completamente, ma ha bisogno di un po' di materia Zero. Peggy fa evadere Dottie Underwood dalla prigione e la manda con Jarvis a un evento della campagna politica di Chadwick che serve come copertura per far incontrare Frost al resto del consiglio.
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Frost e quanto rimane del consiglio coprono l'omicidio di Chadwick e degli altri membri e Frost nomina Manfredi il suo braccio destro. Con l'aiuto della moglie di Jarvis, Ana, Wilkes usa la camera di contenimento che ha costruito per riappropriarsi della forma fisica, ma non può lasciare la camera per troppo tempo. Frost interroga Dottie e scopre che Carter vuole la materia per salvare il Dr. Wilkes.
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Carter e Sousa propongono uno scambio con Frost per liberare Wilkes, ma si tratta di un trabocchetto. Wilkes intanto impara a controllare i suoi poteri e a passare dallo stato corporeo a quello incorporeo. Ana sopravvive ma purtroppo perde l'abilità di concepire. Carter, Sousa, Thompson e Jarvis, si recano al sito di test nucleari della Isodyne con il nuovo cannone a raggi gamma di Stark.
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Carter e Jarvis riescono a scappare mentre Thompson e Sousa ritornano all'SSR. Frost cerca di riprendere tutta la materia Zero da Wilkes in un nuovo laboratorio preparato da Manfredi. Thompson organizza un piano per eliminare Frost, Masters e Wilkes.
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Frost assorbe la materia di Wilkes che viene salvato da Carter, aiutata nella fuga da Howard. Thompson trova un file incriminante su Carter tra gli oggetti di Masters e una chiave segreta. Thompson consegna la chiave a Carter, ma tiene il file per se'. Stark e Wilkes riescono a trovare un modo per eliminare la materia Zero da Frost, che viene rinchiusa in un manicomio criminale. Carter rimane a Los Angeles mentre Thompson viene aggredito mentre sta per ritornare a New York.
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Il network ABC ha condiviso la nuova locandina realizzata per la seconda stagione della serie.