2419-et írunk, és a Csillagközi Szövetség Ed Mercert nevezi ki a U.S.S. Orville kapitányának. Ed lelkesedése hamarosan lanyhul, amikor megtudja, hogy a volt felesége, Kelly Grayson lesz az első tisztje. Az első rutin küldetésükön az Orville-t megtámadja a Krill, egy veszedelmes idegen faj, akik el akarnak lopni egy eszközt, amivel felgyorsítható az idő.

Ed és Kelly egy vészhelyzetbe került hajó megmentésére indulnak, azonban kiderül, hogy nem minden az, aminek látszik, és régi otthonuk másának foglyai lesznek. Alara első parancsnoki megbízatásán hősies mentőakcióra készül. Bortus és Klyden jó, de kissé váratlan hírt kapnak.

Az Orville legénysége a kultúrák közötti összecsapás részese lesz, amikor Bortus és Klyden megvitatják, vajon át kell-e esnie újszülött gyermeküknek egy vitatott műtéten.

Ed és az Orville legénysége egy hatalmas űrhajót találnak, amely az űrben sodródik és hamarosan összeütközik egy csillaggal. A legénység néhány tagja a hajó legénységének megmentésére indul, míg Bortus, Gordon és John az Orville-en marad, és visszavernek a Szövetség egy másik hajója ellen indított krill támadást.

Miután a legénység megment egy bajba került hajót és annak csinos kapitányát, Ed vonzódni kezd az Orville új vendége iránt, Kelly pedig gyanakodni kezd iránta. Gordon megpróbálja megtanítani Isaac-nek, hogyan kell valakit megviccelni.

Miután az Orville legénysége visszaveri a krillek támadását egy vadonatúj kolónia ellen, a Szövetség Ed-et és Gordon-t egy veszélyes küldetéssel bízza meg: be kell jutniuk egy krill hajóra és meg kell szerezniük a krill biblia, az "Anhkana" egy példányát, hogy jobban megismerjék az ellenséget.

Amikor két antropológus eltűnik egy, a 21. századi Földhöz hasonló bolygón, a kapitány Kelly vezetésével egy csapatot küld a keresésükre. Azonban a küldetés hamar kudarcba fullad, amikor kiderül, hogy a társadalom kormányzata teljes mértékben egy nyilvános szavazási rendszeren alapul, amely meghatározza a bűnökért járó büntetést.

Ed és a legénység Dr. Finn, a két fia és Isaac megmentésére indul, amikor a siklójuk ismeretlen űrbe kerül és kényszerleszállást hajtanak végre az Orville-től fényévekre lévő bolygón.

Az Orville próbál tűzszünetet kötni két háborúzó kultúra között, de a feszültség a tetőfokára hág Ed és Kelly között, amikor egy ismerős alak lép a fedélzetre. Yaphit szerelmet vall Dr. Finn-nek, méghozzá igencsak meglepő eredménnyel.

Kelly rájön, hogy Lamarr hadnagy sokkal okosabb, mint amilyennek mutatja magát. Ezért bátorít Ed-et, hogy fontolja meg őt egy vezető beosztásra, miután az Orville megsérül egy rejtélyes űranomáliában, ami minden élő dologra veszélyes.

Ed és Kelly kapcsolatuk újrakezdésének lehetőségén gondolkoznak, de Kelly hamarosan kényszerleszállást hajt végre egy másik univerzum bolygóján Isaac és Gordon társaságában.