Jake 2.0 gira em torno do técnico de computação da NSA, Jake Foley, que é transformado em um agente secreto após ser acidentalmente infectado com nanobots, baseados em nanotecnologia que reduz o tamanho de um computador ao nível molecular, o que lhe confere poderes sobre-humanos. Com suas novas habilidades, ele pode invadir qualquer coisa eletrônica e controlá-la. Seu estado médico e emocional é cuidadosamente monitorado pela Dra. Diane Hughes, que é humana demais para seu trabalho na NSA. Lutando em suas primeiras tarefas na NSA, Jake deve provar seu valor e apresentar resultados ou será trancafiado para "pesquisa".