Kara Zor-El (Melissa Benoist), nata sul pianeta Kripton, viene spedita sulla Terra assieme a suo cugino Kal-El (poi noto come Superman) dai suoi genitori Alura (Laura Benanti) e Zor-El (Robert Gant). Adottata, accudita e cresciuta per 12 anni dalla famiglia Danvers, mentre lavora come giornalista per la testata giornalistica CatCo, diretta dalla superficiale Cat Grant (Calissa Flockhart ), rivela i propri poteri soprannaturali cercando di salvare da un disastro aereo la sorella acquisita Alex (Chyler Leigh), decidendo allora di trasformarsi in supereroina e proteggere i cittadini di National City. Nonostante le raccomandazioni ricevute, Kara decide poco avvedutamente di rivelare il suo segreto, cosa che la porterà ad affrontare di volta in volta nemici e alieni, sotto le mentite spoglie di esseri umani, sempre più determinati ad eliminarla. Tra questi vi è anche la zia Astra, che vuole conquistare la terra e vendicarsi di Alura, rea di averla fatta imprigionare su Krypton. Kara però, grazie anche al sostegno del suo collega fotografo Will (Jimmy Olsen), della sorella e del capo del Dipartimento di Operazioni Extranormali Hank Henshaw (David Harewood), riuscirà ad ostacolare i suoi tentativi e a frenare i suoi diabolici piani.

Le vicende di Shaun Murphy, un giovane chirurgo autistico con la Sindrome del savant, proveniente da una cittadina nel Wyoming, Casper, dove ha vissuto un'infanzia travagliata.

Tully e Kate s'incontrano da ragazzine a Firefly Lane e diventano due amiche inseparabili che attraversano trent'anni di alti e bassi insieme.