地球的上空突然出现了十二架贝壳状的不明飞行物，悬浮在十二个不同的国家的上空，外星人向人类发出了讯号，但人类却并不能够解读。美国军方找到了语言学家路易斯（艾米·亚当斯 Amy Adams 饰）和物理学家伊恩（杰瑞米·雷纳 Jeremy Renner 饰），希望两人能够合作破解外星人的语言之谜。经过数次的接触，路易斯发现外星人使用了一种极为特殊的圆环状的文字，并逐渐了解了其中的奥妙。由于一直无法确定外星人来到地球的真正目的，中国、俄罗斯等四国决定对外星人发起进攻，美方亦决定放弃研究将全部人员撤离，在这个节骨眼上，路易斯终于明白了外星人的意图，利用外星人赋予她的特殊的“武器”，路易斯以一人之力改变了未来。

故事发生在一个名为切斯特磨坊的小镇上，一个从天而降且不可摧毁的“穹顶”断绝了小镇和外界的一切联系，同时也终结了小镇维持多年的平静假象。很快，小镇居民们便看清了他们如今已成“瓮中之鳖”的现实，而随着资源的不断消耗，混乱不可避免的发生了。在老警长意外去世后，维持小镇治安的重 担落到了年轻的副警长琳达（娜塔丽·马丁内兹 Natalie Martinez 饰）肩上，而议员大吉姆（迪恩·诺里斯 Dean Norris 饰）则从中看到了成为“统治者”的大好机会。
一些奇怪的症状出现在了磨坊镇的四个孩子们的身上，在树林里，他们发现了一个小型的穹顶并且成为了它的保护者，因为穹顶似乎在向他们传达某一些讯息。当犯罪和危险的气息在小镇上渐渐弥漫开来之时，越来越多的迹象显示，穹顶选择磨坊镇，这并不是一个巧合。

和上一季相同，本季的《黑镜》也由3个故事组成，向观众展现了一个残酷而又现实的未来世界。
《马上回来》：一次车祸夺走了玛莎（海莉·阿特维尔 Hayley Atwell 饰）的男友艾什（多姆纳尔·格利森 Domhnall Gleeson 饰）的生命。在朋友的推荐下，玛莎利用艾什在社交网络上留下的信息塑造了一个具有人工智能的假艾什。刚开始玛莎只能通过手机听到合成的艾什的声音，不久之后，那个声音告诉玛莎，有一个方法可以让艾什“真正”的回到她的身边。
《白熊》：托尼（勒诺拉·克里奇洛 Lenora Crichlow 饰）从昏迷中醒来，发现自己在一间陌生的房间里并且失去了记忆。在她昏迷的这段时间中，世界显然发生了翻天覆地的变化，街道上充斥着无情的看客，而她竟然成为了杀人狂追杀的猎物。
《沃尔多一刻》：沃尔多是一只虚拟的蓝熊，出现在深夜的喜剧节目中，而站在它背后的，是配音演员杰米（丹尼尔·里格比 Daniel Rigby 饰）。沃尔多极高的人气让节目组产生了以它的形象参加国会竞选，而杰米发现自己逐渐变成了被操控的傀儡。