Olivia återvänder från den alternativa verkligheten och Peter försöker få reda på vad hon har varit med om där. Walter fixar smaskigt tilltugg till sin sons födelsedag. Brown försöker hantera hotet om att regeringen vill stänga ner Fringegruppen.

Fringe-teamet åker till Pennsylvania för att undersöka en underjordisk tunnel som är full av mänskliga kvarlevor. Walter utför experiment som går ut på att skicka grodor mellan olika verkligheter.

En polis stoppar en misstänkt man med en portfölj på en tågstation i Philadelphia men då exploderar polisen. Olivia, Peter och Walter kämpar mot tiden för att utreda bombattentatet och Walter upptäcker något mystiskt med de mänskliga kvarlevorna.

Agent Dunham försöker återhämta sig efter sitt traumatiska besök i den alternativa verkligheten och Walter försöker hjälpa henne att minnas. Fringe-teamet utreder en serie rån som har kopplingar till formförändring.

En man attackerar sin chef efter en mardröm och Fringe-teamet åker till Seattle för att utreda händelsen. Broyles måste ha ett möte med Nina Sharp för att få veta mer om chippet som får folk att flippa ur.

En kvinna kommer hem till sin man som sitter orörlig i en stol och när hon rör honom förvandlas han till aska. Fringe-teamet utreder och Broyle avslöjar att han fyra år tidigare arbetade med ett annat fall där offren förvandlades till aska.

Polisen jagar två kidnappare och stänger in dem högst upp på ett parkeringsgarage. Men en polis backar plötsligt och ramlar ner från taket mot en säker död, medan en annan polis riktar sitt vapen mot sina kollegor och skjuter dem.

En mystisk kidnappning inträffar i Boston och Fringe-teamet får veta att den misstänkte kallas för The Observer. Fallet får högsta prioritet och Walter, Peter och Astrid analyserar de ovanliga ledtrådarna.

Fringe-teamet utreder ett fall där människokroppar har mystiska varelser som växer inuti dem. De upptäcker att fallet har kopplingar till en mycket farlig organisation.

Fringe-teamet åker till en psykklinik och utreder efter att mystiska saker har börjat hända en patient som har genomgått en hjärnoperation. Agent Dunham gör en intressant upptäckt efter att ha sett bilder från övervakningskameran.

Fringe-gruppen åker till staden Edina för att utreda en mörkläggning men lokalbefolkningen är fientligt inställd. De upptäcker att många av invånarna är vanställda men har lyckats dölja sin missbildning, och är beredda att göra vad som helst för att bevara sin hemlighet.

Peter och Olivia utreder ett fall på ett kontor där en mans blod bokstavligen har sprutat ur hans artärer och vener. De blir fast i karantän när det visar sig att blodet innehåller ett livsfarligt ämne.

På ett bröllop kvävs brudgummens släktingar och Fringe-gruppen griper in för att lösa mysteriet. Walter inser att det dödliga giftet skapats genom forskning som utförts av hans far, och att mördaren tänker fortsätta sin onda gärning.

Ankomsten av en byggnad från den alternativa Jorden orsakar omfattande död och förintelse. Walter inser att för att utjämna balansen mellan universumen måste en annan byggnad försvinna. tillsammans med alla i den.

Walter berättar om händelserna 1985 för Olivia, inklusive hur Peter hamnade där han är idag och vad som hände pojkens mor, Elizabeth Bishop.

En frisk kvinna dör av plötslig cancer på bara några minuter och Fringe-teamet kallas in för att utreda. Mördaren har kopplingar till Jacksonville och Olivia är ett potentiellt offer. Olivia försöker hantera sina kunskaper om Peters ursprung.

Passagerarna ombord på ett pendeltåg dör en mystisk stilla död. Fringe-teamet kommer till den bisarra brottsplatsen men Peter misstänker att något är galet med Walter, som kämpar för att hålla det ofattbara hemligt.

Två tonåringar hittas döda och spåren tyder på att kroppsbytare har lånat deras kroppar för något speciellt uppdrag. Medan Fringe-teamet försöker spåra upp dem blir Peter alltmer misstänksam mot Walters hemlighetsfulla beteende.

När Peter försvinner söker Walter tröst i marijuana. I det sinnestillståndet sitter han och Astrid barnvakt för Olivias systerdotter Ella. Walter berättar en saga om en snäll uppfinnare, ett stulet glashjärta, en detektiv som letar efter äkta kärlek, och en mystisk grupp skalliga män.

I Noyo County i Washington snubblar Peter över ett otrevligt mord. Han är tvungen att samarbeta med en misstänkt sheriff för att kunna nysta i fallet. Walter har problem att fungera utan Peter, och är rädd för att han kommer att skickas tillbaka till det psykkliniken.

När Walter upptäcker att Peter har rest till det alternativa universumet samlar han och Olivia ihop tre barn som har förmågan att förflytta sig.

De flyende Walter och Olivia återförenas med William Bell. Den alternativa världens Fringe-grupp knappar in på angriparna. Peter måste fatta ett livsavgörande beslut.