《神盾局特工》第四季于2016年9月20日在ABC首播，共22集，由克拉克·格雷格、温明娜、汪可盈、伊恩·德·卡斯泰克、伊丽莎白·亨斯屈奇等主演。本季采用三段式叙事结构，被广泛认为是全剧最具野心的篇章之一。第一篇章引入漫威角色“恶灵骑士”罗比·雷耶斯，由加布里埃尔·鲁纳饰演。科尔森因签署索科维亚协议卸任局长，由杰弗里·梅斯接任，神盾局重新走向公开化。黛西因愧疚离开团队，以“震波女”身份独自打击犯罪，与恶灵骑士产生交集。第二篇章围绕LMD（生命模仿替身）展开。霍尔顿·拉德克里夫博士创造的艾达逐渐失控，LMD机器人悄然替换神盾局成员，制造信任危机。菲兹与西蒙斯的情感在危机中经受考验。第三篇章“九头蛇特工”将主角们困入“框架”虚拟世界，那里九头蛇统治全球，好友成为敌人。该篇章深入探讨身份、选择与反抗，梅斯局长为救同伴牺牲，成为本季情感高潮。整季在动作场面、角色塑造与世界观拓展上均达到新高度。