Cette deuxième saison commence exactement là où s'est terminée la première. Jack, Locke et les autres sont sur le point de descendre dans la trappe et de découvrir enfin ce qu'elle contient. Mais qui est donc ce Desmond qui vit à l'intérieur et pourquoi est-il là ? Jack et Desmond se sont-ils déjà rencontrés ? A quoi sert l'ordinateur ? Le mystère s'épaissit...

Jack, Locke et Kate en apprennent plus sur la trappe. Pendant ce temps, après avoir été battus et capturés, Sawyer, Michael et Jin se demandent si ces personnes sont les fameux "autres" ou simplement des survivants du crash. Les flashbacks nous révèlent le passé de Locke et sa rencontre avec une femme nommée Helen (Katey Segal)...

Hurley a bien du mal à accomplir la tâche dont on l'a chargé dans la trappe alors qu'il se rappelle de difficiles souvenirs d'avant le crash. Pendant ce temps, Sawyer, Michael et Jin apprennent l'identité de ceux qui les ont capturés. Et Claire découvre sur la plage la bouteille contenant les messages que Michael et les autres avaient emmenés sur le radeau...

Michael part tout seul dans la jungle, bien déterminé à trouver Walt, mais découvre qu'il n'est pas seul. Pendant ce temps, Sawyer et Jin doivent emmener leurs ravisseurs à leur camp. Ailleurs, Sun est à la recherche de son alliance. Les flashbacks nous emmenent dans le passé de Jin alors qu'il travaillait au Grand Seoul Hotel...

La blessure de Sawyer s'aggrave alors que le groupe se déplace à travers l'île pour rejoindre les autres survivants. Pendant ce temps, Shannon a de nouveau des visions de Walt, et entraîne Sayid avec elle dans la jungle. Charlie devient de plus en plus jaloux de l'intérêt de Locke pour Claire. Les flashbacks nous font découvrir la mort du père de Shannon dans l'hopital où travaille Jack...

Charlie fait des rêves particulièrement étranges qui lui font croire que Aaron, le bébé de Claire, pourrait être en danger. Locke le suspecte alors de prendre à nouveau de la drogue. Les flashbacks nous montrent d'ailleurs le passé de Charlie et la relation avec son frère. Pendant ce temps, Sawyer encourage Hurley à se rapprocher de Libby...

Après que Sun ait été blessée, certains des survivants se mettent à penser que l'un des leurs pourrait être l'un des "Autres". Danielle Rousseau emmène Sayid vers un homme piégé dans la jungle. Sayid est alors déterminé à savoir si cet homme qui dit s'appeler Henry Gale, par n'importe quel méthode, même les plus expéditives. Pendant ce temps, Sawyer fait du chantage à Hurley pour qu'il l'aide à traquer une vicieuse créature de l'île qui l'obcède continuellement. Les flashbacks nous plongent dans le passé de Sayid, lorsque celui-ci a été obligé de torturer un homme pour la première fois, afin d'obtenir des informations, pendant la Guerre du Golfe...

Sun pense être enceinte, et se demande comment en parler à Jin. Pendant ce temps, dans la trappe, Jack et Sayid n'arrivent pas à savoir la vérité sur Henry, et font appel à Ana-Lucia pour tenter d'obtenir des informations. Henry raconte qu'il s'est écrasé sur l'île à bord de son ballon, et que sa femme est morte peu après. Il dessine une carte, et Ana-Lucia, Sayid et Charlie décident de suivre le plan afin de vérifier l'histoire d'Henry...

Lorsque la trappe prend soudainement vie, Locke est obligé de demander l'aide d'Henry pour aller entrer les nombres sur l'ordinateur par un chemin détourné, l'accès étant bloqué, ainsi que la jambe de Locke. Pendant ce temps, Ana-Lucia, Sayid et Charlie ont découvert le fameux ballon d'Henry ainsi que la tombe de sa femme, mais un élèment ne colle pas. Les flashbacks nous emmènent dans le passé de Locke alors que celui-ci vit heureux avec Helen, mais apprend la mort de son père. Celui-ci est en fait encore en vie et a fait croire à sa mort, il propose alors un marché à son fils...

Libby tente d'aider Hurley lorsqu'il commence à penser que l'île a des effets étranges sur lui. En effet, il se met à voir Dave sur l'île, l'"ami" qu'il avait à l'institut psychiatrique. Pendant ce temps, Locke est choqué par ce que lui raconte Henry à propos de la trappe. Les flashbacks nous permettent de découvrir la vie de Hurley à l'institut ainsi que plusieurs élèments particulièrement troublants...

Rose s'oppose au plan de son mari Bernard qui a l'intention de créer un signe de S.O.S. sur la plage. L'ambiance romantique est de retour entre Jack et Kate, alors qu'ils s'enfoncent dans la jungle à la recherche des "Autres", afin de leur proposer un marché. Pendant ce temps, Locke remet en question sa foi en l'île, et Michael revient parmi les siens...

Après avoir trouvé Michael dans la forêt, Jack et Kate le ramènent au camp. Lorque Michael se réveille enfin, il se met à parler des "Autres" et de ce qu'il a découvert durant sa longue absence. Pendant ce temps, Hurley organise un rendez-vous avec Libby. Après que Henry s'en soit pris à Ana-Lucia, celle-ci cherche à se venger. Les flashbacks nous montrent d'ailleurs comment elle a quitté la Police et s'est retrouvé en Australie avec le père de Jack...

Eko fait des rêves dans lesquels il voit tout d'abord Ana-Lucia puis son propre frère Yemi, lui disant de venir en aide à Locke, afin de découvrir la signification du point d'interrogation que Locke a vu sur la porte de la trappe. Pendant ce temps, Jack et les autres découvrent le carnage dans la trappe, Ana-Lucia est morte et Libby est dans un état critique, et Michael raconte que Henry est le responsable et qu'il s'est enfui. La carte que Locke a dessiné d'après ses souvenirs va l'emmener, ainsi que Eko vers un lieu déjà connu mais qui n'a pas encore révélé ses secrets. Les flashbacks du passé d'Eko nous en apprennent plus sur sa foi...

Michael fait en sorte de convaincre Jack et quelques autres de l'aider à repartir vers le camp des "Autres" afin de sauver Walt, pendant que Kate et Hurley creusent les tombes d'Ana-Lucia et Libby. Les flashbacks nous révèlent enfin ce que Michael a vécu depuis le moment où il a quitté le camp, et qu'il a rencontré les "Autres", revu son fils, et conclu un ignoble marché avec eux. L'équipe se prépare à partir, et Sayid a des doutes sur Michael...

Desmond est de retour à bord d'un voilier, dont on découvre l'origine à travers des flashbacks, ainsi que d'autres élèments du passé de Desmond, avant son arrivée sur l'île, ainsi que de ses 3 années passées dans la trappe. Jack, Sayid et les autres se préparent à attaquer les "Autres", alors que Michael va enfin avouer sa trahison. Pendant ce temps, Locke, qui a perdu toute foi en son action dans la trappe à cause du film d'orientation, décide de ne plus entrer les nombres sur l'ordinateur, et arrive à convaincre Desmond de le suivre dans cette voie. Beaucoup de mystères vont être dévoiler: pourquoi l'avion s'est-il écrasé sur l'île ? Quel est l'utilité de l'ordinateur de la trappe ? Mais de l'autre côté de l'île, Jack, Sawyer, Kate et Hurley sont aux mains des "Autres" alors que Michael retrouve son fils Walt...