Jake 2.0 mengisahkan tentang teknisi komputer NSA, Jake Foley, yang diubah menjadi agen rahasia setelah secara tidak sengaja terinfeksi dengan nanobot, berdasarkan teknologi nano yang mengurangi ukuran komputer hingga tingkat molekuler, yang memberinya kekuatan superhuman. Dengan kemampuan barunya, ia dapat meretas apa pun yang bersifat elektronik dan mengendalikannya. Kondisi medis dan emosionalnya diawasi dengan cermat oleh Dr. Diane Hughes, yang terlalu manusiawi untuk pekerjaannya di NSA. Berjuang dengan tugas-tugas awalnya di NSA, Jake harus membuktikan dirinya dan menghasilkan hasil atau akan dikurung untuk "penelitian."