Gabriel Logan, Lawrence Mujari e Lian Xing si trovano davanti alla tomba di Teresa Lipan. Nel frattempo, il Segretario di Stato Vincent Hadden annulla un'operazione per catturare i protagonisti, affermando di avere altri piani per Logan e di voler attribuirgli la colpa durante le udienze congressuali.
Nel primo flashback, due settimane prima dell'udienza, Logan viene lasciato da Xing all'Hotel Fukushima a Tokyo, in Giappone, per assassinare un generale cinese rinnegato, Shi Hao, interrompendo l'interrogatorio di un membro della JRA. I membri della JRA entrano nell'hotel e prendono in ostaggio la figlia dell'Ambasciatore cinese. Logan riesce a fuggire combattendo e a salvare l'ostaggio. Viene a sapere che sono state fissate delle udienze congressuali.
Logan ricostruisce la sua operazione del 1999 insieme a Xing e Benton in Costa Rica prima dell'incidente a D.C. (gli eventi originariamente rappresentati dall'apertura del primo gioco). Avrebbero dovuto riunirsi con Ellis, ma lo trovano eseguito. Logan mette al sicuro campioni delle piante e distrugge l'elicottero di Rhoemer mentre Xing indaga su ciò che il gruppo di Rhoemer sta coltivando. Logan insegue Rhoemer, disobbedendo agli ordini di Benton di riunirsi. Logan procura una jeep e segue Rhoemer fino al suo aereo. Logan riesce a salire sull'aereo ma è costretto a non uccidere il pilota per mantenere l'aereo in volo; spara a Rhoemer (indossando la stessa corazza di Jason Chance), facendolo cadere fuori dal retro del vano di carico, sebbene Rhoemer alla fine paracaduti in salvo.
La testimonianza successiva è di Mujari. Spiega la prima volta in cui entrò in contatto con l'Agenzia e il virus Syphon Filter. Nel 1984 lavorava con il African National Council a Mpumalanga, in Sud Africa, per liberare gli africani schiavizzati sotto il regime dell'apartheid. Mujari entra in un insieme di tunnel minerari solo per scoprire che i suoi sforzi di salvataggio sono vani; tutti gli schiavi sono morti. Lui conserva i campioni sudafricani; Lipan, che lavora per l'Agenzia, arriva nel suo laboratorio, vede i campioni e chiede a Mujari di lavorare sul virus per Pharcom.
Quando arriva il turno di testimoniare di Xing, ella descrive gli eventi di Kabul, in Afghanistan, durante il conflitto sovietico nel 1987 e la sua versione dell'operazione in Costa Rica. Nel flashback precedente, è un agente MSS che raccoglie prove degli movimenti delle truppe sovietiche guidate da Uri Gregorov. Viene aggredita dai sovietici ma salvata da Logan, un Ranger dell'Esercito degli Stati Uniti. Logan informa Xing sulla sua missione di consegnare armi ai ribelli locali, e Xing accetta di creare una distrazione per lui. Nel flashback successivo, Xing scopre che Rhoemer ha rapito molti scienziati e tecnici medici di fama mondiale per lavorare nei suoi laboratori. Benton ordina a Lian di salvare gli scienziati per scoprire a cosa servivano le piante. Le viene anche ordinato di raccogliere un campione del virus, di raccogliere dischi contenenti dati e di distruggere i computer che contengono i dati. Durante la missione, viene rivelato che Elsa Weissinger era uno dei tecnici di laboratorio di Rhoemer. È stato anche scoperto che le piante sono necessarie per creare il virus Syphon Filter.
Mentre gli altri testimoniano, Logan, con una squadra MI-6 guidata da Margeret Powers, rintraccia una delle ultime spedizioni del virus Syphon Filter a Dublino, in Irlanda. Logan piazza esplosivi sulla nave S.S. Lorelei e recupera il manifesto di carico. Vengono attaccati dall'IRA, che scopre i piani dell'Agenzia di rilasciare contenitori virali. È rivelato che avevano già scaricato diverse camionate di virus mentre le bombe erano piazzate sulla nave. Logan e la squadra impediscono ai camion di lasciare l'area mentre eliminano un doppio agente.
Dopo la sua missione in Irlanda, Logan testimonia sul suo ruolo in Afghanistan nel 1987, che rivela come lui ed Ellis furono reclutati dall'Agenzia. Logan, Ellis e Benton sono gli unici sopravvissuti a un convoglio di rifornimenti distrutto. Entrando a Kabul, la distrazione di Xing lascia temporaneamente senza guardia la rotta del convoglio, con l'eccezione di un carro armato che presidia la piazza della città. Gabe distrugge il carro armato usando un esplosivo C-4 e rivela ad Hadden che il contatto di Benton non è un ribelle afghano ma un agente sovietico. Benton non lavora per la CIA ma per l'Agenzia, che fornisce armi ai sovietici. Tuttavia, Benton uccide l'agente sovietico e ordina ai protagonisti di lasciare le armi ai ribelli.
L'intelligence di Logan conduce Xing e Powers nel deserto Tanami in Australia, dove Weissenger dirige l'aspetto medico dell'operazione. Xing intende rapire Weissenger, ottenere prove fotografiche del genocidio, sabotare il gruppo terroristico e salvare gli aborigeni prossimi all'esecuzione. Dopo il rapimento, Xing costringe Weissenger a sintetizzare il vaccino. Prima di partire per salvare gli abitanti del villaggio, Weissenger fornisce a Xing informazioni su Mara Aramov come polizza assicurativa nel caso in cui Aramov l'avesse tradita. Weissenger se ne va quando Xing torna all'elicottero.
Hadden accusa Logan di aver ucciso Lipan, ma Teresa stessa appare e rivela di aver finto la sua morte. Testimonia sul suo primo giorno come agente ATF nel Western Montana, Paradise Ridge, agli inizi degli anni '90. Riceve una chiamata da due agenti dell'FBI che dicono di avere bisogno di rinforzi per abbattere un tiratore della milizia. Teresa offre supporto agli agenti ma finisce coinvolta in una cospirazione. Un survivalista della milizia di nome Earl Oakton, catturato dagli agenti, viene giustiziato a sangue freddo. I cosiddetti agenti FBI sono in realtà agenti NSA corrotti mirati a uccidere la famiglia Oakton per ottenere dati satellitari. Logan, camuffato da uno degli agenti, cattura e poi salva Lipan dall'esecuzione. Logan è preoccupato per il recupero dei dati, mentre Lipan fa del suo meglio per salvare la milizia e i suoi colleghi agenti ATF dagli agenti NSA. Alla fine incontra la famiglia Oakton (o ciò che ne resta), recupera i dati satellitari e li estrae dall'area insieme a Logan.
Alla fine della sua testimonianza, Lipan rivela di aver seguito Hadden per tutto il tempo per scoprire che Aramov è sua complice. Logan appare con agenti federali muniti di mandato per arrestare Hadden. Aramov fa irruzione e spara su chiunque, ma Logan e Lipan sfuggono a lei. Logan insegue Aramov mentre salva gli agenti federali catturati lungo la strada. Cerca anche codici per disarmare bombe piazzate. Logan alla fine entra in un treno della metropolitana di Washington, sugli stessi binari su cui affrontò Aramov nel 1999, e le spara.
Con l'arresto di Aramov, Gabe diventa il capo dell'Agenzia, nota in seguito come IPCA. Tuttavia, Aramov fugge dalla prigione. Una scena post-credit mostra Aramov recuperare una spedizione del virus Syphon Filter dalle rovine della S.S. Lorelei.