大部分故事将发生在2036年。故事从Peter、Astrid和Walter三人逃出隔离琥珀开始，他们首先要找到Olivia，团结边缘案件调查组的全部力量来对抗敌人。但要打败观察者就必须解开封锁在Walter大脑中的关键信息，这也意味着他们需要William Bell的帮助。Peter和Olivia的女儿Etta将全力协助父母拯救世界，但她与母亲的初次见面充满了忧伤气氛。
为了得到他们急需的重要信息来拯救世界，Peter、Olivia、Etta、Walter和Astrid必须重返Walter的哈佛实验室。他们要如何冲破观察者及其走狗设下的重重封锁？
Fringe团队继续在暗中从事反抗观察者入侵的活动。不可预知的事件引领他们来到一处森林，在那里，他们遇到了一个奇怪的亚文化族群——他们声称自己致力于记录人类的历史，但是从不进行干预。
Walter、Olivia、Etta、Astrid和Peter跟踪一条线索来到敌占区，进入一处戒备森严的地方。Phillip Broyles突然出现，但……他值得信任吗？
Etta死后，所有人的情绪都跌入低谷。其中一人做出令人震惊的举动。
Peter给自己注入观察者的脑部强化装置后，开始扮演一个新的角色。与此同时，Walter开始寻找一个至关重要的部件，这东西关系到他对抗观察者的计划能否最终实现。
Peter拥有观察者的超级技术后，像观察者一样几个观察者的一举一动，得到了大量用于「行为预测分析」的数据。随后他打电话要求抵抗组织领袖Anil协助自己偷换观察者小头目的手提箱。随后，Peter返回了实验室，Olivia对Peter一连几天晚上不睡觉表达了忧虑，但Peter没有做过多的解释。Walter继续寻找录像带。最新的录像带让Walter想起了自己的计划与Bell有关，这让Walter变得心神不宁。Astrid建议他们打开Bell的储藏室寻找答案，但那地方已经变成了一片废墟。Peter利用超级技术找到了大门的准确位置，但Olivia注意到他的耳朵开始流血。Olivia再次提出对Peter的忧虑，Peter则再次避重就轻。 此时，Peter接到了Anil打来的电话。Anil称他无法偷换观察者小头目的手提箱，Peter意识到自己在预测观察者的行为时漏掉了一个细节分享者影视，导致预测结果出错。Peter向Olivia和Walter撒了个谎，亲自去见Anil。与此同时，Olivia、Walter和Astrid决定去找Nina帮忙。Nina答应帮忙。在重新计算各种要素之后，Peter决定亲自行动。他在一家酒吧里得了手。当这名观察者带着Peter放置了炸弹的手提箱与两名同伙会面时，Boooom！三个观察者头目当场毙命。Olivia问他去了哪里，他又一次撒了谎。众人顺利进入了Bell的储藏室。经过一番折腾，他们终于找到了柱体。 Olivia发现了Peter用来记录数据和分析情报的记录板，Peter向她坦白。Peter说话的口气完全不像Olivia熟悉的那个丈夫，Olivia露出恐惧的表情……这突如其来的情况让她不知该如何是好。 Peter自顾自的写着谁也看不懂的公式、文字和数据，他下意识地挠了挠头，竟然……扯下来一大把头发！ 观察者为什么都是光头？
Olivia对于Peter的情况表示很担忧，但是Peter让她不要管他并说唯有这么做才能打败观察者。同时告诉Olivia他的下一个是目标是温马克(Windmark)。Olivia觉得Peter很疯狂觉得他这么做很危险劝他住手另想它想但是Peter听不进去。Olivia感觉担忧又无能为力，便去告诉Walter发生在Peter身上的事，大家都感到很震惊。Olivia联系了Anil问他关于Perter的事，此时Anil才明白Peter能够知晓观察者行动时间的原因，Anil感到很抱歉没能及时发现此事并提供了观察者脑部强化装置给Olivia希望通过Walter的研究减少此装置对Peter的影响。Walter看了第八盒录像带，发现他们的反观察者计划中还需要一大块磁铁分享者影视，此时Olivia拿着装置找Walter,彼此说了下目前的情况，Walter决定先放一下计划的事先研究下这个装置看会对Peter造成什么影响，而Olivia则决定去找磁铁。Olivia顺利的拿到了磁铁。Walter这边的测验结果让他很是担忧Peter的情况，这个装置的影响远远超出他的想像，它会加速Peter的脑部进化而变得能预知一切，但是同时也会压迫感情区而让Peter变得很冷血。
为了记起击败观察者的一项计划，Walter决定重走老路——用迷幻药来帮助自己回忆过去。与此同时，Peter和Olivia追踪一个神秘的信号来到树林里，看到了一个诡异而可怕的场景。
