Dok kandidati za Astreja obavljaju završne razgovore, Carter i Allison žale se na rezultat ocjene svoje veze, istodobno pokušavajući zatajiti sve gore nevolje u gradu.

Grace prihvaća čast koja uvodi napetost u odnos s Henryjem, a zamjenik Andy slučajno postaje pokusni kunić za Astrej - s katastrofalnim rezultatima.

Na kraju sezone Carter se bori protiv pošasti najrazornijih objekata u univerzumu, čak i kad šokantni događaji zaprijete brodu misije Astrej i njegovoj posadi.

Poslije preuranjenog Astrejevog polijetanja na Titan, Allison i izbezumljena posada uspijevaju sigurno sletjeti... i otkriju da su se vratili na Zemlju! Iako se njima činilo da je prošlo nekoliko sati, prošlo je nekoliko godina i posada se mora prilagoditi uobičajenom životu u Eureki, koji uopće nije običan.

Carter, Henry, Kevin i ostatak grada i dalje traže nestalu posadu Astreja. Kevinov detektor otkriva trag broda! Ali otkriće toga gdje su i tko ih skriva šokirat će sve.

Radi bolje zaštite protiv potencijalnih sigurnosnih problema, Henry za Global Dynamics uvede vježbu za spremnost protiv katastrofe. No simulacija stvarnih uvjeta pokaže se malo previše katastrofičnom: to je možda samo vježba, ali projektili upereni u Eureku su pravi! Fargo naloži Zaneu da izvede njegovu tajnu simulaciju - i suočava se s okrutnom stvarnošću.

Eureka održava komemoraciju za Holly Marten. Fargo i Zane tajno pokušavaju vratiti Hollynu "svijest" iz glavnog računala virtualne Eureke. Ali nakon što je u GD instaliran novi nadzorni sigurnosni program MO-a, to nije lako. Osobito kad se u GD-u počnu pojavljivati čudne sile, naoko povezane s Carterovim novim "moćima".

Allisonine i Carterove zaruke pođu po zlu kad zbog Carterovih romantičnih pokušaja ostanu zarobljeni na dnu jezera Arhimed u podmornici koja propušta. Njihov život ovisi o tome hoće li se Joe uspjeti snaći u nizu psina u GD-u, u Eurekinom stilu, i u pokusu koji je gadno pošao po zlu.

Kad Allisonin genijalni stariji brat dođe upoznati njezinoga novog muža, Carter osjeća pritisak jer se ne smatra dovoljno pametnim. No kad njegova inteligencija naglo počne eksponencijalno rasti, Allison mora otkriti zašto se to događa ili će zauvijek izgubiti voljenoga čovjeka.

Carterovi pomno smišljeni planovi za romantični medeni mjesec s Allison pođu po zlu kad utvrdi da je njihovo shvaćanje romantičnoga različito... uvelike. Ali još nešto ometa njihov odmor i opuštanje kad u Eureki otkriju sabotere i ponovno utjelovljenje Holly naiđe na tehničke probleme koji mogu zaprijetiti njezinomu postojanju - i virtualnom i drukčijem.

Kad otkriju Graceino špijuniranje, svi su sumnjivi. Bojnik Show dođe uspostaviti kontrolu nad situacijom baš kad geoinženjerski projekt prekine veze s vanjskim svijetom i Holly se zbog tajanstvene poruke ponaša čudno. Ali nije jedina.

Invazija tjelokradica, u Eurekinom stilu. Kontrolna jedinica "pametne prašine" pokvarila se i izaziva kaos u gradskim komunikacijskim sustavima. Još gore, bio-printer je nestao. Holly je sasvim sigurno čudna, a posada Astreja tajanstveno nestaje u rukama šerifa Cartera i zamjenika Andyja.

MO zatvara Eureku. Svi razmišljaju o tome što će dalje, kad ekipa za selidbu prerano stigne. Fargo se bori da dobije više vremena, a zbog prerano spakiranog stabilizatora kvantnih polja u Eureki i oko nje nasumce se otvaraju crvotočine. Dok se naši junaci opraštaju od grada, moraju još jedanput surađivati da bi zaustavili bizarne anomalije prije nego što njihov voljeni grad okrenu naopako.