Агент ФБР Оливия Данэм расследует гибель всех пассажиров авиарейса следующего из Гамбурга в Бостон. В ходе расследования ранен её напарник Джон Скотт. В отчаянии Оливия понимает, что ей может помочь доктор Уолтер Бишоп, который находится в психиатрической лечебнице. Поговорить с ним можно только при участии его сына Питера. Оливия продолжает расследование и знакомится с Ниной Шарп, влиятельным руководителем. Вместе Оливия, Питер и доктор Бишоп начнут раскрывать тайны случившегося с рейсом 627 и сделают первый шаг на пути к осознанию истины, которая находится за гранью нашего понимания.
Оливия, Питер и Уолтер Бишоп расследуют необычную гибель женщины, которая родила ещё более необычного ребёнка. Женщина была беременна менее часа, но новорожденный был доношен и более того - постарел на 80 лет в считанные минуты. Оливия обращается за помощью к Нине Шарп из Мэссив Дайнэмикс.
Молодого человека по имени Рой посещают видения страшных событий: самолет, в котором летят пассажиры без кожи; мгновенно стареющие младенцы; автобус, превратившийся в кусок янтаря, с застывшими в нем людьми. Как он получил эти знания? Профессор Бишоп утверждает, что есть некая "Призрачная сеть", с помощью которой можно транслировать информацию, а Рой случайно ее подслушивает, сам того не ведая.
Группа исследует странный цилиндр, найденный после чудовищного взрыва на стройплощадке в Нью-Йорке. Оливия обнаруживает связь между загадочными происшествиями.
Группа расследует дело о человеке, который может испускать электричество и уже стал причиной нескольких смертельных случаев.
После того, как несколько недель назад было объявлено о том, что женщина пропала без вести, она появляется с редкой болезнью в пригороде Массачусетса и по непонятным причинам вызывает мучительную боль и последующую смерть у тех, с кем она сталкивается. В ходе расследования этого события у женщины обнаруживается опасный уровень радиации, а также необычные обстоятельства, окружающие этот случай, указывающие на незаконные испытания лекарственных препаратов на человеке и возможно кое-что еще более зловещее. Тем временем, Уолтера преследуют мысли о сахарной вате, а Питер заключает сделку с Ниной Шарп и открывается потрясающая часть прошлого Оливии.
Агента ФБР при смерти, доставляют в больницу, где обнаруживается, что его сердце обвивает какой-то загадочный организм. Доктор Бишоп уверяет, что это своего рода генетически паразит, созданный чтобы полностью поглотить сердце человека. Оливия отправляется в тюрьму, находящуюся в Германии, так как там находится человек способный помочь избавить умирающего агента от паразита. Тем временем Уолтер ставит очередные безумные опыты, а в качестве подопытного использует Питера.
Женщина, которая вот уже десять лет считается погибшей, с помощью мерцания зеленых и красных огоньков похищает маленького мальчика — музыкального гения. Оливия и компания выясняют, что женщину зовут Джоанна Оуслер, и она замешена еще в десятках подобных случаев. В это время, доктор Бишоп вспоминает, что бывший сосед по лечебнице рассказывал что-то подобное, и Уолтер решается вернуться в Сайнт-Клер, чтобы выяснить подробности.
Один из сотрудников Massive Dynamic выпрыгивает из окна, увидев галлюцинацию о нападении бабочек. В расследовании Оливии помагает агент Скотт, но доведенная до отчаяния Оливия решается раз и навсегда удалить Скотта из своего сознания. А тем временем, прежняя подруга и старые враги Питера узнают, что он вернулся в Бостон.
Расследуя серию грабежей банков, Оливия, Уолтер и Питер обнаруживают одного из подозреваемых оказавшимся в стене хранилища. Уолтер вычисляет, что воры с помощью неизвестных технологий нашли способ бросить вызов законам физики, а то, что они украли, хорошо ему знакомо. По мере того, как продвигается расследование, загадки становятся все запутаннее, а кульминацией становится похищение одного из троицы.
Оливии удается сбежать от похитителей, но на этом проблемы не заканчиваются. Сначала, один из прошлых недругов Оливии, работающий на Службу Безопасности, начинает формальную проверку Подразделения Fringe, а затем к Оливии преезжает ее сестра Рейчел. И все это в тот момент, когда Оливия, Питер и Уолтер пытаются разобраться в дико абсурдном убийстве уважаемого врача-эпидемиолога, прежде, чем возможная эпидемия выйдет из под контроля.
Оливия, Питер и Уолтер расследуют смерть продавца автомобилей, найденного покрытым чем-то липким, в точности, как и человек с другого конца страны. Уолтер обнаруживает, что липкая субстанция - это мозговая жидкость.Тем временем, Питер пытается предостеречь своего отца от его прошлого, а одному из любимых Оливии - угрожает опасность.
На месте крушения международного аэробуса обнаруживаются необычные останки. Происходящие события заставляют Оливию вернуться в бак, что в конечном итоге позволяет ей узнать правду о Джоне Скотте, а затем и найти причастных к случившемуся на борту самолета.
Мистер Джонс возвращается, чтобы провести первый тест над Оливией. Тем временем Питер и Оливия находят книгу ZFT.
Строители находят ребёнка в туннеле под заброшенным зданием, у него проявляются незаурядные способности.
Активисты движения за защиту животных проникли в лабораторию и случайно выпустили опасный гибрид, который умеет размножаться.
Оливию начинают преследовать ночные кошмары, в которых она хладнокровно убивает совершенно незнакомых ей людей. Но проснувшись, она выясняет, что убийства, которые она видит в своих снах, реальны.
Команда Fringe получает новое дело после того, как некто убивает людей, лишая их спинномозговой жидкости. Когда убийства продолжают совершатся с увеличивающейся частотой, Оливия, Питер и Уолтер идут на отчаянные меры, чтобы остановить их.
Сначала дурные сны Оливии стали реальностью, а теперь она грезит наяву, видя перед своими глазами вещи, которых на самом деле не существует. Расследуя будоражащий нервы случай о женщине, которая спонтанно воспламенилась, Оливии приходится отправиться в опасные уголки своих необъяснимых видений за подсказками. Тем временем Уолтер признается в том, что манифест Z.F.T. ему знаком, а секретный проект Питера помогает в распутывании тайны.
Внезапное нападение на одного из Команды Fringe, возвращение биотеррориста Дэвида Роберта Джонса (приглашенный актер Jared Harris) и необъяснимое исчезновение Уолтера — всё это вы увидите в сногсшибательном финале первого сезона сериала Fringe. Ответы будут получены, наблюдения увенчаются успехом, чья-то преданность будет проверена, а истина будет обнаружена.