Zaledwie tydzień po tym, jak Peter Bishop uratował dzień, a następnie został wymazany z istnienia, rozejm między dwoma światami pozostaje nienaruszony, a obie strony są zmuszone do współpracy. Lincoln Lee dołącza do zespołu Fringe, który bada sprawę zmiennokształtnego, która jest dla niego bardzo osobista.

Gdy liczba ofiar bardzo inteligentnego seryjnego mordercy „Over There” jest coraz większa, poproszono o pomoc Oddział Fringe „Over Here”. Gdy obie strony splatają się, a niewinni ludzie pozostają zagrożeni, sobowtór podejrzanego „Over Here”, profesor, który uczy psychologii sądowej, zostaje wprowadzony do owczarni i zmusza zespół do rozważenia pomysłu wysłania cywilów na drugą stronę

Dwóch młodych łobuzów zostaje znalezionych martwych iw ciągu zaledwie kilku godzin gniją do zaawansowanego stanu rozkładu. Zespół Fringe bada i odkrywa amorficzną postać, która pochłania więcej ofiar. Walter staje się coraz bardziej rozproszony swoim stanem psychicznym.

Olivia odkrywa niebezpieczną siłę, która może być powiązana z wcześniejszymi eksperymentami z Cortexiphanem. Śledztwo zmusza Waltera do opuszczenia laboratorium po raz pierwszy od lat i udania się do Massive Dynamic w celu zbadania starych akt sprawy. Walter zmaga się ze swoim stanem emocjonalnym, gdy konfrontuje się z demonami swojej przeszłości.

Olivia i inni z oddziału Fringe próbują ustalić pochodzenie Petera Bishopa, który podaje się za syna Waltera, który zmarł jako młody chłopiec w oryginalnej linii czasu.

Zespół Fringe musi znaleźć wzór pomiędzy tragicznymi anomaliami pętli czasowych. Gdy śledztwo się rozwija, Raymond, inżynier elektryk, i jego żona Kate, profesor fizyki teoretycznej, wkraczają na scenę.

Kiedy mężczyzna w tajemniczy sposób umiera z powodu niewidzialnej siły, jego ciało zaczyna gwałtownie zmieniać kolor na upiornie biały. Zespół Fringe dowiaduje się, że nie jest to odosobniony przypadek i że istnieją dowody łączące drapieżnika z kimś, kto zmarł z powodu nieznanej choroby genetycznej. Tymczasem Olivia cierpi na migreny.

Próbując znaleźć drogę do domu, Peter udaje się na Drugą Stronę, by stawić czoła Walternate. Jednak jego przedsięwzięcie okazuje się bardziej niebezpieczne, niż się spodziewano. W międzyczasie Olivia otrzymuje złowrogie przeczucie od Obserwatora.

Olivia nadal radzi sobie ze złowieszczym ostrzeżeniem od Obserwatorów, podczas gdy Peter i zespół tropią dziewczynę z tajemniczą zdolnością przewidywania śmierci.

Tutaj Astrid nieoczekiwanie odwiedza jej Zastępca, podczas gdy Peter i Olivia śledzą zabójcę używającego toksyny, która jeszcze nie została wynaleziona. Oba wszechświaty zderzają się w przypadku, który przesuwa granice tego, co jest możliwe.

Peter, Olivia i Walter stają twarzą w twarz z tajemniczym i przerażającym wydarzeniem na Fringe, gdy zostają uwięzieni w mieście, z którego nie ma ucieczki.

Gdy zespół Fringe bada chorego psychicznie pacjenta, który wydaje się być powiązany z serią morderstw, odkrywane są przerażające wskazówki i powiązania, które prowadzą Olivię do szokujących rewelacji.

Umierający Obserwator przychodzi do Waltera i Petera, którzy muszą podjąć ekstremalne kroki, aby dowiedzieć się, jakie tajemnice skrywa i ustalić, czy wie, gdzie jest Olivia. W międzyczasie David Robert Jones próbuje zmusić Olivię do użycia swoich zdolności cortexiphan, torturując Ninę.

Po ostatnich szokujących rewelacjach i emocjonalnych wydarzeniach Peter rozważa swoje opcje, podczas gdy zespół Fringe prowadzi śledztwo w sprawie zabójcy, którego celem jest miłość.

Zespół Fringe staje w obliczu sprawy, która wydaje się Peterowi znajoma. Co dziwne, dzieje się to w tej linii czasu.

Lincoln udaje się na drugą stronę, by połączyć siły z Fauxlivią i swoim zastępcą, gdy szukają strażnika mającego zaskakujące powiązania ze zmiennokształtnymi.

Walter udaje się do Alternatywnego Wszechświata, aby pomóc w badaniu wydarzenia na Fringe, które ma powiązania z obydwoma światami. Tymczasem David Robert Jones ujawnia swój kolejny cel.

Zespół Fringe cofa się do przyszłości, gdy historia przeskakuje do 2036 roku, kiedy Obserwatorzy i zespół Fringe angażują się w bitwę zmieniającą zasady gry

Zespoły po obu stronach walczą o wspólną sprawę, a z dziećmi Cortexiphanów wiążą się szokujące wydarzenia.

Walter jest zmuszony wrócić do swojej bolesnej przeszłości, gdy wydarzenie poboczne powoduje, że ludzie spontanicznie się zapalają; drużyna mierzy się z Davidem Robertem Jonesem.

Zespół Fringe zostaje doprowadzony do punktu krytycznego, gdy desperacko próbuje zapobiec katastrofalnemu wydarzeniu, które zagraża życiu wszystkich.