Cette septième saison s’ouvre sur la découverte des corps de deux tueurs en série dans les locaux de la brigade de choc, avec chacun des pièces d’échec dans la bouche. Tout indique que l’assassin est un justicier. McGarrett et l’équipe doivent faire vite devant la crainte que les touristes soient en danger à Hawaï.

En Europe, un terroriste planifie de s’en prendre à des réacteurs nucléaires. La brigade de choc doit faire équipe avec Harry Langford, un agent véreux des services secrets britanniques, pour le traquer. À Hawaï; McGarrett et Danny demandent l’aide de l’ancienne profileuse du FBI Alicia Brown pour trouver le justicier tueur en série.

La profileuse du FBI Alicia Brown trouve un cadavre dans son lit, ce qui la décide à faire équipe avec McGarrett pour traquer le tueur aux pièces d’échec. De son côté, Kono renoue avec une vieille rivale de surf, une vétérane de l’armée aujourd’hui handicapée et sans-abri.

L’équipe doit retrouver McGarrett et Alicia, enlevés par le tueur en série qu’ils traquaient.

Une cache d’armes est cambriolée sur un champ de tir. L’équipe découvre que le coupable a l’intention de mettre en scène une dénonciation potentiellement mortelle sur la violence armée. De son côté, Adam est libéré de prison et retrouve Kono.

Pour l’Halloween, l’équipe enquête sur le meurtre d’une voyante au passé mouvementé, qui était visiblement terrifiée par un esprit frappeur, tandis que Kono et Adam sont enlevés par ce qui ressemble à une secte macabre.

Catherine apprend à l’équipe que Doris, la mère de McGarrett, a été capturée alors qu’elle tentait de libérer de prison le père de Wo Fat, et qu’elle est sur le point d’être exécutée. Par ailleurs, le tribunal refuse à Chin de reporter l’adoption de Sara qui doit donc partir au Mexique.

C’est le bal d’hiver de Grace, et Danny est son chaperon. Des terroristes prennent les lieux d’assaut et retiennent tout le monde en otages, car ils veulent enlever le fils d’un diplomate. Le bal est aussi l’occasion pour Danny et Grover d’apprendre que Grace et Will se fréquentent en secret. Le choc est rude.

Une adepte des théories du complot est assassinée. Elle détenait des preuves convaincantes que le cabinet de JFK avait ordonné son assassinat. L’équipe se retrouve à enquêter sur l’une des énigmes les plus célèbres de l’histoire.

Un garçon souffrant de névrose traumatique réalise sous hypnose qu’il a assisté au meurtre d’une adolescente disparue 10 ans auparavant. Tandis que l’équipe rouvre l’enquête, Danny reçoit la visite de sa sœur Bridget, à Oahu, pour des raisons professionnelles. Il la soupçonne d’être un peu trop proche d’un collègue.

Chin risque sa vie pour sauver sa nièce Sara qui a été enlevée. L’équipe se retrouve au Mexique.

Chin a été enlevé par un cartel au Mexique. L’équipe doit le retrouver avant qu’il soit exécuté par le groupe qui cherche vengeance. À Hawaï, Grover se fait passer pour un vendeur de voitures afin d’enquêter sur un meurtre qui s’avère bien plus complexe et dangereux qu’à première vue.

Max se prépare à faire ses adieux à l’équipe, plongée dans une enquête sur un meurtre pendant un congrès de la police à Hawaï.

Un homme recherché pour meurtre s’évade et trouve refuge sur un territoire souverain appartenant à la nation d’Hawaï. L’équipe va devoir affronter Lincoln, un policier américain prêt à tout pour récupérer l’évadé.

Une affaire d’homicide mêlée à la pratique illégale du prélèvement d’ailerons de requins conduit l’équipe à penser qu’un ancien nazi se cache dans une vieille léproserie d’Hawaï.

Tandis que McGarrett et Danno célèbrent la Saint-Valentin avec leur petite amie respective, le reste de l’équipe enquête sur le meurtre d’un homme qui suivait des cours de séduction.

La docteure Madison Gray et son esprit tordu sont de retour. La tueuse en série débarque dans les locaux de la police d’Hawaï, couverte de sang. Tout indique que le sang correspond à celui d’Alicia Brown, mais Madison Gray prétend être amnésique.

McGarrett et Danny retrouvent enfin l’uranium disparu, qui a servi à construire une bombe placée en pleine jungle. L’explosif est instable et le terrain, très accidenté, mais ils doivent le transporter avant qu’il explose.

McGarrett et Kono pensent qu’une jeune fille ayant subi des violences sexuelles est victime d’un réseau d’exploitation sexuelle sur l’île. De leur côté, Chin et Grover enquêtent sur un meurtre dans un établissement qui aide des personnes récemment désintoxiquées à ne pas replonger.

L’équipe aide le détective privé Harry Brown dans une affaire où une femme fortunée a été enlevée et dont le mari pourrait avoir quelque chose à cacher. Par ailleurs, Rachel apprend à Danny qu’elle va divorcer de Stan.

Steve, Danny, Kono et Chin traquent une dangereuse adversaire sur l’île de Lanai, où ils sont capturés, et courent à une mort certaine. De son côté, Grover emmène son fils à Chicago, où il doit témoigner contre un flic véreux lié à son passé.

L’enquête sur le meurtre de l’un des derniers survivants de l’USS Arizona conduit McGarrett à découvrir que son grand-père a joué un rôle majeur à Pearl Harbor. Adam trouve des fragments d’os sur le chantier où il vient d’être embauché, et il demande à Jerry de mener discrètement une enquête.

Danny doit protéger un patient qui semble sur le point de sortir du coma. Il s’agit du témoin clé dans la dernière enquête qu’il a menée pour la police d’Hawaï, avant qu’il rencontre Steve et se joigne à son équipe.

McGarrett risque sa vie lorsque l’équipe lance sa plus dangereuse mission de sauvetage visant des jeunes filles prises au piège du réseau d’exploitation sexuelle traqué au fil des épisodes. Profondément affectée par l’affaire, Kono prend une décision qui va changer sa vie.

McGarrett est informé qu’une menace terroriste plane sur Oahu. L’équipe cherche qui est à l’origine de cette menace avant qu’il soit trop tard. Chin et Abby doivent prendre une déchirante décision.