Anno 2149. I coniugi Jim e Elizabeth Shannon sono costretti a nascondere alla legge la loro terza figlia, visto che nel mondo ormai sull'orlo del collasso ambientale è concesso averne solo due. Quando la piccola viene scoperta, il padre ha un moto di violenza nei confronti dell'ufficiale incaricato del raid, e viene arrestato e condannato a sei anni di carcere. Quando però sua moglie, un brillante medico, viene contattata per raggiungere Terra Nova, una misteriosa colonia nella Terra preistorica, per la famiglia si prospetta un nuovo inizio...

Jim e Taylor si ritrovano a salvare la colonia da un attacco di Pterosaurus. Elizbeth scopre che un suo ex si trova a Terra Nova. Skye e Josh trascorrono del tempo insieme.

Jim, Malcom, Elizabeth e Taylor devono trovare la causa che sta scatenando una perdita di memoria in uno degli avamposti esterni.

Terrra Nova deve affrontare il suo primo omicidio. Jim e Taylor devono scoprire chi sia il colpevole. Skye sta ancora cercando di aiutare Josh a far arrivare Kira dal 2149. Elisabeth e Zoe cercano di aiutare un dinosauro.

Un meteorite si schianta al suolo distruggendo tutta la tecnologia di Terra Nova. Maddy e Reynolds rimangono chiusi fuori dai muri esterni. Skye ed Elizabeth cercano di salvare la vita di qualcuno. Mira e i Sixers cercano di attaccare e Taylor deve trovare un modo per fermarli.

La vita di Maddie è in pericolo quando scopre un segreto su uno degli scienziati di Terra Nova. Josh fa un patto per portare Kira indietro da 2149, ma ci potrebbero essere complicazioni.

Taylor cerca per la talpa che i Sixers hanno mandato in Terra Nova. Jim sta indagando su un caso di omicidio di cui Taylor sembra essere il colpevole.

Taylor e Mira si affrontano nella giungla e lui viene a sapere qualcosa di più dei suoi piani su suo figlio.Tuttavia devono fare squadra e lavorare insieme per battersi contro un nemico preistorico. Jim è vicino a scoprire la vera identità della talpa dei Sixer.

Con l'arrivo dell'undicesimo gruppo, Terra Nova si prepara alla guerra e Lucas continua ad assemblare il suo misterioso manufatto. Skye si riunisce con una persona amica. Nel frattempo Taylor e Shannon affrontano la talpa.

L'undicesimo gruppo finalmente è arrivato. Con l'assistenza di Lucas e Mira, il Gruppo Fenice cerca di ottenere risorse da Terra Nova. Risvegliatosi alcuni giorni dopo l’esplosione, Jim si trova di fronte una colonia cambiata. Lucas, sostenuto da numerosi mercenari, ha colonizzato Terra Nova dettando la sua legge.