La actriz Hayley Atwell, como en la primera parte del filme, da vida de nuevo a Peggy Carter. En la serie, la Agente Carter, justo al terminar la II Guerra Mundial y con la llegada de la paz se encuentra con un vacío enorme, donde antes era respetada por todos los hombres, al volver a casa, estos la marginan. A esto hay que sumarle la pérdida del gran amor de su vida, Steven Rogers.
Trabajando para la SSR (Reserva Científica Estratégica) encubierta, Peggy se encuentra a sí misma atascada en el trabajo administrativo, cuando ella preferiría volver al campo de batalla; poniendo sus amplias aptitudes en juego y acabando con los malos.
El reparto de ‘Agente Carter’ lo completan Lyndsy Fonseca, amiga de Peggy Carter, Chad Michael Murray como el Agente Jack Thompson, Enver Gjokaj como el Agente Daniel Sousa y Shea Whigham como el Jefe Roger Dooley.