Cierpiąca na amnezję Olivia wraca z równoległego wszechświata, podczas gdy Walter, Pete i młodsza agentka Amy Jessup badają tajemniczą śmierć mężczyzny znalezionego z dziurami w jego pałacu. W międzyczasie Broyles broni Fringe Division przed podkomisją senacką, która grozi zamknięciem organizacji.

Pracownik budowy autostrady jest siódmym z serii tajemniczych zaginięć w Lansdale w Pensylwanii. Zespół przybywa, aby zbadać i znajduje ślady tajemniczego paralityka. W międzyczasie Walter próbuje wysłać żaby do alternatywnej rzeczywistości, a Olivia zdaje sobie sprawę, że jej ostatnia podróż zmieniła ją w sposób, który ledwie może zrozumieć.

Kiedy amerykański oficer, który służył w Iraku, wysadza się w powietrze na stacji kolejowej w Filadelfii, Dywizja Fringe prowadzi dochodzenie i ustala, że ​​coś zmieniło tego człowieka w żywą bombę. Peter i Olivia jadą do Iraku, aby ustalić, czy kontakty Petera mogą rzucić trochę światła na sytuację.

Olivia zaczyna odzyskiwać wspomnienia ze spotkania z Williamem Bellem. Tymczasem „Pierwsza Fala” próbuje odebrać głowę swojemu przywódcy, a zdrajca wykonuje swój ruch.

Mężczyzna w Seattle wpada w szał, atakuje swojego szefa i twierdzi, że jego ofiara jest demonem. Po tym, jak zabójca umiera z powodu czegoś, co wydaje się być wyczerpaniem, Fringe Division odkrywa, że ​​to dopiero pierwsze z serii zabójstw, w których osoby inicjujące ataki były w stanie snu na jawie

Istoty ludzkie zostają zredukowane do popiołów, a Broyles zdaje sobie sprawę, że ta sama osoba zamordowała pięć innych osób cztery lata temu… sprawa, której nigdy nie rozwiązał.

Dwóch mężczyzn porywa nastoletniego chłopca za pomocą zdolności kontroli umysłu. Ojciec chłopca pracuje dla Massive Dynamic, ale Nina upiera się, że firma nie rozwija kontroli umysłu i nie ma pojęcia, kim są dwaj porywacze. Prawdziwość lub fałsz jej zeznań zostaje wkrótce potwierdzona, gdy Peter spotyka osobę odpowiedzialną za uprowadzenie chłopca.

Chińska triada wykorzystuje nielegalnych kosmitów do rozmnażania pasożytniczych robaków, które ostatecznie zabijają swoich żywicieli. Kiedy statek osiada na mieliźnie, Fringe Division dowiaduje się o operacji i próbuje zlokalizować drugi statek, zanim pasażerowie na nim poniosą powolną, bolesną śmierć.

Pierwsza fala włamuje się do szpitala psychiatrycznego i leczy wieloletniego pacjenta cierpiącego na schizofrenię. Kiedy zespół Fringe prowadzi dochodzenie, Olivia odkrywa, że ​​lider grupy ukradł kilka miesięcy wcześniej jedną z głów z kriogenicznego magazynu. W międzyczasie dwóch innych pacjentów psychiatrycznych zostaje wyleczonych ze schizofrenii, a zespół szybko zdaje sobie sprawę, że coś zostało pobrane z mózgu każdego pacjenta… a Walter dzierży klucz do zrozumienia, czego szuka Pierwsza Fala.

Nastolatka, u której stwierdzono śmierć mózgu, budzi się w trakcie operacji usunięcia organów... mówiąc cyframi po rosyjsku. Kiedy Marynarka Wojenna potwierdza, że ​​numery to kody startowe broni nuklearnej, a zaginiony oficer Rusk je zna, rozpoczynają się poszukiwania zaginionego mężczyzny.

Policjant stanowy zabiera uciekającego chłopca, ale kiedy przechodzi dziwną przemianę, dochodzi do trzech morderstw. Zespół Fringe zostaje wezwany do zbadania i odkrycia, że ​​małe miasteczko skrywa straszną tajemnicę.

Holenderski konsultant przemysłowy przybywa na spotkanie i umiera w bolesnym wybuchu krwi. Olivia i Peter przybywają na miejsce jako pierwsi i odkrywają, że krew zawiera patogen i wszyscy w budynku mogą być skażeni. Podczas gdy Walter i Astrid pracują na zewnątrz budynku poddanego kwarantannie, aby stworzyć lekarstwo, wirus rozwija unikalne cechy, które stanowią zagrożenie dla całego świata.

Kiedy wszyscy krewni pana młodego uduszą się na weselu, oddział Fringe prowadzi dochodzenie i szybko stwierdza, że ​​​​odpowiedzialna jest za to ludzka agencja. Walter zdaje sobie sprawę, że formuła toksyny została oparta na badaniach przeprowadzonych przez jego ojca, Roberta Bischoffa, i że zabójca nie poprzestaje na jednym teście swojej śmiercionośnej mikstury.

Przybycie budynku z alternatywnej Ziemi powoduje masową śmierć i zniszczenie osób zajmujących to miejsce w momencie jego przybycia. Walter wkrótce zdaje sobie sprawę, że aby wyrównać równowagę między wszechświatami, kolejny budynek będzie musiał zniknąć… wraz ze wszystkimi w nim znajdującymi się. Jedyną szansą zespołu jest aktywacja przez Waltera dawno pogrzebanej zdolności Olivii do odróżniania obiektów z innego wszechświata.

Walter wyjaśnia Olivii, jak Peter przybył z alternatywnego wszechświata i jak był gotów zaryzykować wszystko, by uratować syna.

Zdrowa kobieta zmarła na raka o nagłym początku w ciągu kilku minut, a zespół Fringe został wezwany do zbadania sprawy. Zabójca ma powiązania z Jacksonville... a Olivia jest potencjalną ofiarą. Tymczasem Olivia próbuje pogodzić się ze swoją wiedzą o pochodzeniu Petera.

Kiedy pasażerowie pociągu podmiejskiego natychmiast umierają z powodu ogromnej utraty zasilania, zespół zdaje sobie sprawę, że odpowiedzialny jest podróżnik w czasie… i że może być niemożliwe, aby go schwytać. W międzyczasie Walter pisze list do Petera, w którym wyjaśnia swoje pochodzenie.

Dwóch nastolatków zostaje zabitych, a dowody wskazują, że zmiennokształtni pożyczyli ich formy do jakiejś specjalnej misji. Podczas gdy zespół Fringe próbuje ich wyśledzić, Peter nabiera coraz większej podejrzliwości co do tajemniczego zachowania Waltera.

Kiedy Peter znika, Walter szuka ukojenia w marihuanie. W tym stanie umysłu on i Astrid opiekują się siostrzenicą Olivii, Ellą, a Walter opowiada jej bajkę o łagodnym wynalazcy, skradzionym szklanym sercu, detektywie szukającym prawdziwej miłości i tajemniczej grupie łysych mężczyzn znanych jako Obserwatorzy.

W hrabstwie Noyo w stanie Waszyngton Peter trafia na makabryczne morderstwo, które ma powiązania z Newtonem i Pierwszą Falą. Jest zmuszony połączyć siły z podejrzanym szeryfem, aby dotrzeć do sedna sprawy. Tymczasem Walter ma problemy z funkcjonowaniem bez Petera i martwi się, że zostanie odesłany z powrotem do szpitala psychiatrycznego.

Walter i Olivia muszą wybrać się do równoległej rzeczywistości, aby zapobiec kolizji światów. Dochodzi do spotkania twarzą w twarz z Williamem Bellem.

Walternate prosi Petera o pomoc w ukończeniu urządzenia, podczas gdy uciekinierzy Walter i Olivia ponownie spotykają się z Williamem Bellem. Tymczasem Fringe Division z alternatywnego świata zbliża się do najeźdźców, a Peter musi podjąć wstrząsającą życiem decyzję.