Six mois après avoir débuté, la nouvelle mission de l'Enterprise est toujours au même point : elle n'a fait aucun progrès, même virtuellement. C'est alors que le capitaine Jonathan Archer apprend l'existence d'un travailleur xindi dans une colonie minière. C'est leur seul espoir d'en apprendre un peu plus sur la race extraterrestre qui a attaqué la Terre. Mais il pourrait également bel et bien s'agir d'un piège...

En route pour la cité minière, le vaisseau Enterprise est confronté à de mystérieuses perturbations spatiales avant d'être attaqué par des pirates osaariens qui s'emparent de leurs précieuses réserves...

En mission pour inspecter un vaisseau xindi abandonné sur une planète de jungle tropicale, Archer, Reed et Hoshi succombent à un virus qui mute leurs corps et leurs esprits en une forme de vie primitive, en fait celle des habitants depuis longtemps éteints de l'astre. T'Pol, elle, semble être bien portante. Phlox entame alors une course contre la montre pour trouver un antidote qui sauverait la vie de ses collègues. C'est alors qu'un groupe d'aliens, qui ne semblent pas vraiment inoffensifs, atterrit sur la planète...

Sauvée par Archer d'un marché alien, une superbe esclave nommée Rajiin utilise ses pouvoirs hypnotiques érotiques sur l'équipage pour soutirer des informations aux humains pour le compte de ses maîtres xindis. Mais quand sa duperie est découverte, Archer la jette en cellule, forçant les Xindis reptiles à attaquer le vaisseau, toutes armes dehors, pour la libérer. Pendant ce temps, Trip et T'Pol entament une opération risquée pour protéger le vaisseau de nouvelles destructions causées par les étranges phénomènes physiques de l'étendue delphique...

En accostant un vaisseau vulcain endommagé à la dérive dans un champ d'astéroïdes, Archer et son équipage découvrent que les survivants ont muté en des créatures violentes. Quand T'Pol commence à se conduire bizarrement et à montrer à son tour les signes de la mutation, la course contre la montre s'engage pour ne pas perdre l'une des leurs pour toujours. Pendant ce temps, Trip et Mayweather essaient d'extraire du trellium d'un astéroïde. Mais la tâche n'est pas facile...

A des années-lumière de distance, un puissant alien télépathe, Tarquin, contacte mentalement Hoshi pour convaincre Archer de laisser l'Enseigne venir faire une courte visite sur sa planète isolée en échange d'informations cruciales sur les Xindis...

Arrivés sur une colonie xindi, Archer, Reed et le major Hayes partent en reconnaissance dans une entreprise d'armements. Ils interrogent le responsable, un dénommé Gralik, et découvrent que celui-ci n'est pas au courant de l'attaque terrestre. Surpris que la planète bleue ait été victime de l'ambition de ses ennemis, Gralik décide immédiatement de ralentir la production d'armes, ce qui n'est pas pour déplaire à Archer. Parallèlement, Trip et Phlox commencent à examiner une arme xindi, qui ressemble fort à un reptile...

Une distorsion spatiale laisse Archer sans aucune mémoire à long terme. Plusieurs années plus tard, il se réveille un matin et est abasourdi de découvrir la tournure prise par le conflit entre la Terre et les Xindis...

Archer, Trip et T'Pol se rendent sur une planète peuplée d'humains vivant comme au temps du Far West et découvrent que ces derniers, amenés en ces lieux pour servir d'esclaves il y a plus de 300 ans, se sont rebellés et sont devenus les nouveaux maîtres, infligeant aux Skagarans les pires humiliations, des lois injustes et des traitements indignes. L'Enterprise doit décider s'il faut ou non intervenir. Quand la décision est prise, la civilisation, qui jusque-là n'avait besoin de personne, est au bord de la crise...

Lors d'une manoeuvre pour optimiser la puissance du navire, Trip est sérieusement blessé et le vaisseau endommagé. Le docteur Phlox crée alors un symbiote dont le tissu nerveux pourra être transplanté sur l'invalide. Baptisé Sim, le clone a une durée de vie limitée et surprend l'équipage avec des souvenirs que seul Trip pouvait avoir...

Archer reçoit la visite de Daniels, qui lui apprend que trois Xindi-Reptiles se trouvaient dans le Michigan, à proximité de Detroit, au début du XXIe siècle. Archer et T'Pol décident de faire un saut dans le passé afin de découvrir la raison de leur voyage temporel. Ils découvrent que les Reptiliens utilisent une vieille usine et qu'un homme, répondant au nom de Loomis, travaille pour eux, kidnappant des humains pour leurs expériences. Archer et T'Pol comprennent que leurs ennemis mettent au point une arme biologique nouvelle et que leurs recherches sont presque achevées. Il est temps d'intervenir...

Après avoir sauvé l'équipage d'un vaisseau triannon en détresse, les hommes de l'Enterprise découvrent que les naufragés sont tous des fanatiques religieux, menés par un certain D'Jamat. Ce dernier ne tolère pas d'autre foi que la sienne et menace de détruire l'Enterprise. Archer tente de le calmer, mais se retrouve contraint d'emmener D'Jamat et ses hommes vers leur monde natal...

En mission pour détruire le prototype de l'arme suprême xindie, le vaisseau Enterprise est confronté à un champ d'anomalies spatiales où il s'est engagé pour aller plus vite. Les fâcheuses conséquences de ce geste inconsidéré ne se font pas attendre : le vaisseau est sérieusement accidenté. Sous le commandement de Shran, un navire andorien lui porte secours et décide de s'allier à lui contre les Xindis. Mais les stratégies diffèrent et, bientôt, rien ne se passe comme prévu...

Le capitaine Archer attire le Xindi Degra dans un piège afin de lui faire avouer le lieu de fabrication de l'arme suprême...

27 décembre 2153. L'Enterprise se porte au secours d'un alien pris au piège dans son vaisseau à l'intérieur d'une grosse anomalie gravitationnelle volatile. Mais l'alien décède malheureusement à l'infirmerie en refusant de révéler ce qu'il cherchait dans cette anomalie. Pendant ce temps, le major Hayes initie les équipes de sécurité et les officiers supérieurs à de nouvelles techniques de combat, s'attirant ainsi la colère de Malcolm Reed. Quant à Trip, il tisse des liens très intimes avec l'une des membres de la force MACO...

Se rendre sur le système Azati Prime est beaucoup plus hasardeux que ce que le capitaine Archer présumait. Le vaisseau doit faire face à d'importantes perturbations gravitationnelles qui prendraient plusieurs semaines pour les contourner. Archer décide donc d'autoriser Phlox à plonger l'équipage dans un coma artificiel. Mais, bientôt, alors que l'Enterprise semble être pris au piège de cette zone dangereuse, Phlox souffre d'étranges hallucinations...

8 janvier 2154. L'Enterprise découvre un vaisseau xindi-insectoïde écrasé sur une petite planète perdue, tout son équipage mort. Après enquête, Archer et les siens découvrent qu'ils ne sont pas décédés dans l'accident mais se sont intentionnellement tués par suffocation afin que tout le support vital du vaisseau soit transféré à la chambre d'incubation qui contient plusieurs dizaines d'oeufs xindi-insectoïdes. Ces derniers tentent d'éclore, mais le support vital s'effondre. Archer semble déterminé à aider les nouveau-nés à survivre...

L'Enterprise arrive près d'Azati Prime, où la super arme xindi destinée à détruire la Terre est en phase finale de construction. L'équipage en localise la structure massive sous l'océan, mais réalise que sa destruction ne pourra se faire qu'au prix d'une mission suicide. Archer insiste pour le faire lui-même. Mais Daniels apparaît et emmène Archer 400 ans dans le futur. Là, il lui dévoile une conspiration de cette époque qui est la cause première du déclenchement de la guerre entre humains et Xindis...

Après avoir torturé Archer, les Xindis le renvoient de manière inattendue sur l'Enterprise, lequel n'est plus que ruines après l'attaque dévastatrice des Reptiliens. Le capitaine est informé que certains membres du Conseil mieux intentionnés voudraient le rencontrer. Mais le rendez-vous fixé à quelques jours se situe à plusieurs années-lumière. Avec un vaisseau presque détruit, sans distorsion, et avec de nombreux membres d'équipage morts ou blessés, Archer met de côté son éthique dans une tentative désespérée pour remettre en état son vaisseau. Pendant ce temps, T'Pol demande discrètement l'aide du Docteur Phlox en lui révélant un étonnant secret qui lui pèse depuis plusieurs mois...

Après les dommages subis par l'Enterprise et la mort d'un cinquième membre de l'équipage, le vaisseau parvient tant bien que mal à rejoindre l'une des mystérieuses sphères métalliques pour y rencontrer clandestinement Degra. Archer tente de lui prouver, ainsi qu'à un scientifique membre arboricole du Conseil xindi invité à bord, qu'ils ont été manipulés par les Insectoïdes...

Durant leur trajet pour rencontrer le Conseil xindi, Archer et son équipage rencontrent un NX-01 jumeau piloté par leurs descendants. Ceux-ci sont venus les alerter que le raccourci subspatial qu'ils s'apprêtent à emprunter les enverra cent ans dans le passé, assurant du coup la destruction de la Terre. Il s'agit de faire en sorte que l'histoire ne se répète pas : Lorian a l'intention d'augmenter la vitesse du vaisseau, mais le descendant d'Archer n'est pas d'accord avec cette option. Bientôt, Archer doit prendre une importante décision...

Archer approche le Conseil xindi pour tenter de convaincre Degra et ses compagnons de faire la paix et de neutraliser l'arme qu'ils s'apprêtent à utiliser. Pendant ce temps, T'Pol, Reed, Mayweather et un commando MACO infiltrent une Sphère afin de récolter des informations sur ses constructeurs, une mission beaucoup plus périlleuse que prévu...

14 février 2154. Alors qu'ils arrivent en vue de la Terre, Archer, Hoshi, Reed et une petite équipe, avec l'aide des Xindis arboricoles et humanoïdes, continuent leur course contre la montre pour intercepter la super arme en cours de charge et la désarmer de l'intérieur du vaisseau reptilien. Pendant ce temps, T'Pol et l'Enterprise tentent de désactiver une Sphère clé dans le but de mettre à jour les constructeurs interdimensionnels. Mais dans un ultime retournement, ces derniers renversent le cours de l'Histoire...