查理的天使第二季讲述了三位美貌与智慧并存的女性探员娜塔利、戴兰和埃历克斯的故事。她们为查理先生效命，在他的带领下锄奸惩恶、维护正义，因此被人们称为查理的天使。
克诺斯高科技工程创始人埃瑞克·克诺斯刚刚研发出一套声音辨认系统软件，便意外遭到绑架。这套系统比过去依靠指纹辨认罪犯的方法更加精准，一旦落入坏人手中，后果将不堪设想。公司上下因埃瑞克失踪而陷入混乱，负责人伍德先生于是想到，只有查理和他的三位聪明而干练的探员才有能力解决这起案件，便立即聘请他们展开营救。
娜塔利、戴兰和埃历克斯了解案情后，不约而同地将调查重点锁定在克诺斯高科技工程的竞争对手红星系统身上。作为目前全球最大的无线通讯人造卫星网络负责人，罗格被三人认为具有最大的作案嫌疑。经过乔装调查和日夜跟踪，她们终于从罗格及其生意合伙人的行动中发现了蛛丝马迹。正当三人准备制定营救埃瑞克并将罗格一伙一网打尽的计划时，戴兰突然接到一个神秘电话。这个电话不仅彻底打乱了天使们的部署，也让她们的生命陷入了危险之中。
