La machine poursuit son oeuvre de surveillance tout en communiquant à Finch et Root les noms des personnes qu'il convient de suivre. Plus le temps passe, plus la machine montre une réelle autonomie. Elle semble tisser des liens particuliers avec Root, qui a toute sa confiance. Elle agit de plus en plus comme une véritable intelligence artificielle. Une saison 4 qui complexifie les relations entre la machine, son créateur et les autres personnages qui gravitent autour d'elle. Finch, toujours aussi en colère contre la Machine et redoutant de se faire repérer par Samaritain, ne veut plus entendre parler de numéros. Reese parvient pourtant à lui en confier un de force. Claire Mahoney, une étudiante, génie des mathématiques et des échecs, a quitté la faculté et a basculé dans la délinquance. Ils vont découvrir que la jeune fille participe à un jeu d'énigmes complexes qui a déjà été organisé à intervalles réguliers dans plusieurs villes du monde. Claire a dû hacker le serveur d'une société militaire privée pour y voler un document...