In der Kleinstadt Eureka gehen auf mysteriöse Art und Weise mehrere Menschen in Flammen auf – unter den Toten ist auch der Wissenschaftler Wayne Kwan. Sheriff Carter verdächtigt Jack, dass er in Zusammenhang mit den Vorfällen steht. Doch dann findet er heraus, dass das Unglück mit dem Artefakt in Verbindung steht. Bei einem Versuch ist die Strahlung des Kunstwerks durch die Wände des Labors gelangt. Auch Allisons Sohn Kevin und Dr. Shark haben etwas davon abbekommen…

Fargo findet in seiner Jacke ein kleines Gerät. Wie sich herausstellt, handelt es sich um einen vor Jahren erfundenen Kraftfeldgenerator, der aufgrund seiner tödlichen Wirkung im Lagertresor aufbewahrt wurde. Ein noch Unbekannter hat ihn Fargo heimlich zugesteckt ? Da gerade alle Computer von Global Dynamics heruntergefahren sind, können die Wissenschaftler keine technischen Daten über den Generator herausfinden. Nicht nur das Leben von Fargo hängt an einem seidenen Faden…

Unerklärliche Wetterphänomene ereignen sich in der Kleinstadt Eureka. Während eines warmen Sommertages wird ein Wissenschaftler erfroren auf der Straße gefunden. Es ist nicht auszuschließen, dass er ermordet wurde, denn der Mann soll ein Verhältnis mit mehreren Frauen gehabt haben. Carter hat auch schon einen Verdächtigen im Visier. Seine Ermittlungen geraten jedoch ins Stocken, als seine Ex-Frau Abby Eureka aufsucht, und die kleine Zoe mit zu sich nach Los Angeles nehmen will.

Jack steht vor einem mysteriösem Problem: Viele seiner Freunde sind verschwunden, doch niemand der Verbliebenen kann sich an sie erinnern. Währenddessen ist Zoe noch immer wütend auf Jack, weil er ihr nichts von der Abmachung mit ihrer Mutter erzählt hat. Sie probiert ein neues, therapeutisches Gerät aus, mit dem es gelingt, sich den eigenen Ängsten auszusetzen. Anscheinend hat auch Jack das Gerät benutzt und ist in eine irreale Welt eingetaucht, in der auch Carter festsitzt…

Bei der alljährlich stattfindenden Wissenschaftsausstellung in Eureka dürfen alle Schüler ihre neuesten Erfindungen vorstellen. Als Hauptpreis winkt ein einjähriges Praktikum bei Global Dynamics. Während der Ausstellung regnet es plötzlich Weltraumschrott vom Himmel, der scheinbar von einem riesigen Magneten auf die Erde gesaugt wird. Wie sich herausstellt, soll eines der Projekte, die ausgestellt werden, für das Phänomen verantwortlich sein. Eureka steht vor einer Katastrophe…

Carter gelingt es, Fargo vor einem heranfahrenden Lastwagen zu retten, allerdings wird der Fahrer dabei schwer verletzt und stirbt kurze Zeit später und völlig überraschend im Krankenhaus: Die Autopsie gibt große Rätsel auf… Indes leiden immer mehr Menschen in Eureka unter demselben Traum und verfallen in einen rätselhaften Dauerschlaf. Die Spur führt Carter schließlich zu Global Dynamics, wo eine Neurologin gefährliche Experimente mit schlafenden Menschen durchführt.

In einer Kammer des Kryogenik-Labors, wo vor langer Zeit Menschen in Kälteschlaf versetzt wurden, wird Pierre, der Großvater von Fargo, entdeckt, der seit 1957 eingefroren ist. Auf der Suche nach dem Täter stößt Carter auf einen alten Mitarbeiter von Pierre, Andre Sandrov. Er gerät sofort in Verdacht, wichtige Forschungsergebnisse gestohlen und deshalb Pierre aus dem Weg geräumt zu haben. André streitet jedoch alles ab, und per Zufall kommt Carter dem Täter nah auf die Spur.

Henry und Dr. Stark wollen mit einem Projekt den Urknall nachstellen. Unterstützung erhalten sie vom Nachwuchstalent Zane. Weil dieser seine kriminelle Vergangenheit nicht immer verbergen kann, bekommt er kurzerhand von Carter Handschellen verpasst. Plötzlich fangen jedoch zahlreiche Menschen an, sich albern zu benehmen. Ganz Eureka gerät in Gefahr, denn das Projekt droht zu explodieren, und die Ursache für das kindische Verhalten der Bewohner ist noch immer unklar…

Als Zoe das erste Mal mit ihrem Auto zur Schule fährt, hat sie einen Unfall. Allerdings ist der Fahrer des anderen Wagens unsichtbar – was ihr natürlich niemand glaubt. Kurze Zeit später ist auch Zoes Auto nicht mehr zu sehen. Es stellt sich heraus, dass jeder, der mit dem Fahrzeug in Kontakt kommt, verstrahlt und unsichtbar wird. Und plötzlich beginnt auch Carter, der sich an der Scheibe des Autos geschnitten hat, zu verschwinden…

Zoe möchte sich ein Tattoo stechen lassen, Carter ist natürlich dagegen. Als sich Zoe später mit ihren Freundinnen trifft, versagt plötzlich ihre Stimme. Global Dynamics findet keine Erklärung für ihre Aphonie. Zur gleichen Zeit findet Carter in seinem Haus ein Loch in der Fensterscheibe, das aus Kristallinglas besteht. Wenig später wird Allison bei Global Dynamics eingeliefert, die plötzlich zu ‚leuchten‘ begonnen hatte. Das dabei entstehende Neurotoxin droht, sie zu töten…

Sämtliche Klimaanlagen Eurekas funktionieren plötzlich nicht mehr. Es wird immer wärmer, und Dr. Stone, der dafür zuständig ist, ist plötzlich verschwunden. Henry versucht, in den kilometerlangen unterirdischen Tunneln eine Lösung des Problems zu finden – erfolglos. Als Carter ihn in den Tunneln aufsucht, weil an der Oberfläche durch das Vollrecycling sämtlicher Abfälle Eurekas Methan ensteht und sämtliche Toiletten explodieren lässt, infiziert er sich mit einem Pilz…

Henrys Behauptungen, dass die metallfressenden Bakterien zu einer fleischfressenden Variante mutiert wären, die auch über die Luft übertragbar sind, führt zu höchstem Sicherheitsalarm bei Global Dynamics. Allison, Henry, Beverly und Kevin werden in einem Raum weit unter der Erdoberfläche eingesperrt, der ganzen Einrichtung droht die sogenannte Thermoreinigung, ein Vorgang, bei dem mit Hitze alles organische Material zerstört wird – egal, ob tot oder lebendig…