U prvoj epizodi druge sezone napetost raste nakon Olivijina povratka u naš svemir, a Peter uporno traži informacije o njezinu tajanstvenom i zbunjujućem posjetu paralelnoj stvarnosti nesvjestan da ga vreba zlokobna sila koja ga pokušava preteći u tome. U međuvremenu, Walter se vraća u laboratorij gdje uz znanstvene eksperimente kuha i kremu od jaja za nečiji rođendan. --- 1. epizoda: Druga sezona počinje Olivijinim šokantnim povratkom u ovu zbunjujuću alternativnu stvarnost, a Peter kreće u potragu za informacijama o Olivijinu posjetu drugoj strani ne znajući da ga zlokobna sila pokušava preteći. Walter se vraća u laboratorij na novu porciju rubne znanosti kuhajući pritom i kremu od jaja za Peterov rođendan.

Dok se događaji oko Olivije sve više kompliciraju, Odjel za rubne slučajeve istražuje zagonetan slučaj genske mutacije. Radnik na autocesti u ruralnom dijelu Pennsylvanije nestane upavši u podzemni tunel pun ostataka ljudskih tijela. Walter u laboratoriju eksperimentira na žabama pokušavajući simulirati prelazak iz jedne stvarnosti u drugu. Kad se otkrije da nestanak radnika u Pennsylvaniji nije bio izolirani incident, Odjel za rubne slučajeve odlazi na poprište u potrazi za dokazima.

Peter, Walter, Olivia i Broyles istražuju neobičan i smrtonosan događaj u Philadelphiji nakon eksplozije bombe na željezničkom kolodvoru koja za sobom nije ostavila tragove eksplozivne naprave. Zagonetan i neobjašnjiv splet okolnosti nagna Waltera da se vrati u laboratorij kako bi detaljnije proučio ljudske ostatke pri čemu otkrije da je eksploziju izazvao neobičan izvor energije. Ova napeta istraga povezana s povjerljivim vojnim projektom tijekom koje doznaju da postoji opasnost od novih eksplozija vodi Oliviju i Petera u Irak.

Olivia se oporavlja od traumatičnog i zabrinjavajućeg susreta s osnivačem Massive Dynamica Williamom Bellom (Leonard Nimoy u epizodnoj ulozi) te joj Walter pripravi snažan napitak kako bi joj osvježio sjećanje na taj događaj. Odjel za rubne slučajeve istražuje niz pljački povezanih s metamorfima. Dok dokazi i sjećanja izlaze na površinu, upoznajemo još jednu ženu na kojoj je dr. Bishop obavljao pokuse. Kratko prisjećanje otkriva nam detalje o Olivijinu posjetu alternativnoj stvarnosti.

Odjel za rubne slučajeve putuje na drugi kraj zemlje u Seattle kada dobije informaciju o tajanstvenom incidentu u kojem je jedan čovjek napao svog šefa uvjeren da je riječ o zlom biću s ovnovim rogovima. Dok se nižu zagonetni događaji, naši junaci neumorno istražuju neobične i jezive poveznice sa snovima. Agent Broyles se u potrazi za dodatnim informacijama sastaje s tajanstvenom direktoricom Massive Dynamica Ninom Sharp, što istragu vodi u nezamislivo.

Odjel za rubne slučajeve zatečen je neobičnim okolnostima, a agent Broyles pokazuje se u novom svjetlu dok tim istražuje zagonetan slučaj u kojem su žrtve neobjašnjivo pretvorene u prah i pepeo. Tijekom istrage tog tajanstvenog slučaja doznajemo nešto o prošlosti agenta Philipa Broylesa. Tragovi upućuju na postojanje strane rubne znanosti. Napetost raste i neobični događaji nižu se jedan za drugim otkrivajući informacije o voditelju Odjela za rubne slučajeve.

Kad otmica u New Yorku preraste u talačku krizu, lokalne vlasti ulaze u trag sumnjivcima i otkrivaju tajanstvenu silu s nevjerojatnim posljedicama. Kako se istraga zahuktava, slučaj postaje sve zagonetniji i opasniji kad Odjel za rubne slučajeve otkrije poveznicu između otmice i Massive Dynamica.

Ne postoji samo jedan Promatrač! Kad jedan od tajanstvenih Promatrača otme ženu, Odjel za rubne slučajeve istražuje slučaj. Otkrivaju privatni život Promatrača i pritom doznaju za tajnu vezu između njih i Waltera prije mnogo godina - tajnu koju on očajnički želi sakriti od svog sina Petera. Dok se sudbina nepovratno mijenja i vrijeme istječe, odmetnuti Promatrač, na veliko iznenađenje, traži Walterovu pomoć.

Teretni brod se nasuka, a obalu preplave trupla u kojima žive golema bića nalik na lignje. Odjel za rubne slučajeve proučava trupla i otkriva da je riječ o divovskim parazitima. Walter se povlači u laboratorij, a Olivia, Peter i Broyles moraju ubrzati istragu kad otkriju da je slučaj povezan s opasnom organizacijom.

Odjel za rubne slučajeve istražuje slučaj pacijenta u umobolnici nakon hitne operacije mozga. Unatoč nevjerojatnim okolnostima, pacijent se čudesno fizički i mentalno oporavi prije dolaska tima. Dok agentica Dunham i Peter pregledavaju snimke nadzornih kamera, a Walter uživa u svom pudingu, Olivia zamijeti poznato lice prepoznavši Thomasa Jeromea Newtona (Sebastian Roche u epizodnoj ulozi), vođu metamorfa. Nakon niza sličnih slučajeva, Odjel za rubne slučajeve vraća se u laboratorij istražiti kako su pacijenti izliječeni. Walter mora pokazati svoje znanje, a pojavljuje se i William Bell (Leonard Nimoy u epizodnoj ulozi).

Tinejdžerki proglase moždanu smrt i njezina majka pristane isključiti aparate za održavanje života. Međutim, kad se liječnici požure izvaditi njezine organe za transplantaciju, mrtva djevojka šokira sve i probudi se vrišteći i izgovarajući alfanumerički kod. Osim što su svi šokirani njezinim uskrsnućem, zbunjuje i činjenica da sada iz neobjašnjiva razloga govori ruski i zna povjerljive informacije koje mogu znati samo visoki vojni dužnosnici. Dok njezino iznenađujuće stanje postaje sve složenije, Walter vadi stare laboratorijske snimke i dolazi do nevjerojatne teorije koja šalje Oliviju i Petera u istraživanje zbunjujućeg slučaja u originalnoj Izgubljenoj epizodi serije Na rubu. Misterij se produbljuje. Je li riječ o neemitiranoj epizodi prve sezone ili o epizodi iz alternativnog svemira?

Nakon zagonetnog napada unakaženih ljudi, Odjel za rubne slučajeve odlazi u Edinu, gradić na sjeveru države New York, kako bi istražio ovaj bizarni slučaj. Otkrivaju da se unakaženi ljudi već dugo skrivaju ondje i da su spremni na sve kako bi i dalje ostali skriveni, a istraga dobije neočekivani obrat.

Muškarac dolazi na sastanak u ured u Bostonu, postane dezorijentiran i sruši se nakon čega mu se rasprsnu krvne žile i okupaju ured krvlju. Nedugo nakon što Olivia i Peter dođu na poprište kako bi istražili ovaj bizarni slučaj, otkriju da se širi smrtonosni virus povezan s nečim vrlo vrijednim. Centar za kontrolu bolesti stavlja zgradu u karantenu. Peter i Olivia u životnoj su opasnosti zatvoreni u zgradi zajedno s ostalim zaposlenicima koji su bili izloženi patogenom virusu.

Kad se gosti na vjenčanju u Brooklineu u Massachusettsu uguše bez vidljiva razloga, Odjel za rubne slučajeve stiže na poprište zločina i istražuje kako su otrovani i zašto su izabrani za žrtve. Prikupljene dokaze odnose u laboratorij i otkrivaju da je trovanje na vjenčanju bilo znanstveno ispitivanje oružja. Nakon detaljne laboratorijske analize Walter otkriva opasnu formulu otrova koja ima veze s obitelji Bishop. Odjel za rubne slučajeve čini sve kako bi spriječio nove napade i još veću katastrofu.

Nakon velikog potresa koji pogodi poslovnu zgradu na Manhattanu ostane samo jedan preživjeli, a Odjel za rubne slučajeve uvjeren je da nije iz naše stvarnosti. Walter zaključuje da uzrok potresa nije geološke prirode nego nešto što je davno otkrio u suradnji s Williamom Bellom. Dok prijeti nova katastrofa, tim odlazi u Jacksonville, gdje su Walter i William izvodili eksperimente, kako bi pomogli Oliviji da se prisjeti prošlosti i spasi stotine ljudi od sigurne smrti.

Objašnjavajući Oliviji kako je Peter došao iz paralelne stvarnosti, Walter se prisjeća 1985. otkrivajući tajanstvenu prošlost. Upoznajemo Peterovu majku (Orla Brady u epizodnoj ulozi). Informacije o paralelnoj stvarnosti potvrđuju da postoje najmanje dva primjerka svega.

Kad posve zdrava žena umre od bolesti od koje nikad nije bolovala, Odjel za rubne slučajeve istražuje kako je došlo do tog neobjašnjivog događaja kako bi spriječili nove žrtve. Oliviju muči što ne može podijeliti Walterovu tajnu s Peterom i njezina odanost Peteru nađe se na kušnji.

Putnici u prigradskom vlaku umru na mjestu i čini se kao da je netko samo pritisnuo prekidač. Nešto je iscrpilo energiju iz svih mobitela, MP3 uređaja, prijenosnih računala, baterija i ljudi. Odjel za rubne slučajeve dolazi na mjesto bizarnog zločina. Peter i dalje sumnja da nešto nije u redu s Walterom koji s mukom čuva golemu tajnu. Istraga ih dovede do Alistaira Pecka (Peter Weller u epizodnoj ulozi), vrlo moćnog čovjeka.

Kad u napuštenom skladištu nađu trupla dvoje tinejdžera s tri ubodne rane na nepcima tipične za metamorfe iz alternativne stvarnosti, Odjel za rubne slučajeve istražuje dokaze i motive Thomasa Jeromea Newtona (Sebastian Roche u epizodnoj ulozi) koji vuče sve konce. Walter se vraća u laboratorij kako bi detaljnije proučio zametak metamorfa koji su našli, a Olivia i Peter odlaze u Massive Dynamic kako bi dobili odgovore na pitanja. U međuvremenu, Peter otkrije Oliviji obiteljsku tajnu, a Walter se s mukom pokušava prisjetiti što Newton zna o "gradnji vrata".

Walter istražuje svoj um uz pjesmu i ples. Walter primi vijest koja ga uznemiri i ispriča Olivijinoj nećakinji Elli (Lily Pilbald) bajku s glazbenom točkom u kojoj sudjeluju Olivia i agent Broyles.

U prvom dijelu završne epizode druge sezone Walter i Olivia odlaze u paralelni svemir i Walter se suočava s Williamom Bellom kojega ponovno glumi Leonard Nimoy.

U drugom nastavku dvodijelne završne epizode druge sezone protagonisti iz obiju alternativnih stvarnosti moraju žrtvovati nešto. Nijedan od dvaju svemira više neće biti isti nakon Walterova i Olivijina posjeta drugoj strani.