Sous un violent orage, un passager du vol 627, en provenance d’Hambourg, s’injecte un mystérieux produit dans les veines et se liquéfie progressivement. Le phénomène se propage à tous les passagers. Quand l’avion se pose à l’aéroport de Boston, il n’y a plus aucun signe de vie à bord. Olivia Dunham, agent du FBI, ainsi que son partenaire, l’agent John Scott, sont immédiatement appelés sur les lieux. L’opération s’effectue sous la direction de Philip Broyles, à la tête de l’unité spéciale Fringe, chargée d’enquêter sur une série d’attentats mystérieux utilisant les sciences les plus avancées pour terroriser le public. Lors d’une course-poursuite avec un suspect, John Scott est victime d’une explosion qui lui détruit les tissus de la peau. Alors qu’il est entre la vie et la mort, Olivia va tout tenter pour le secourir. La seule personne susceptible de l’aider est Walter Bishop, un scientifique brillant mais interné depuis dix-sept ans dans un hôpital psychiatrique. Pour réussir à l’approcher, Olivia doit convaincre son fils Peter de l’accompagner jusqu’à l’hôpital. Ce dernier, exilé en Irak, accepte à contrecœur. Walter Bishop retrouve le chemin de son ancien laboratoire à Harvard et met tout en œuvre pour sauver John…
