故事将主要讲述年轻的FBI女特工Olivia Warren（Anna Torv扮演）奉命加入代号为“Fringe（边缘）”的秘密部门，与高深莫测的神秘科学家Walter Bishop博士（John Noble扮演）合作调查博士（John Noble扮演）合作调查一系列无法用科学解释的超自然现象。随着这些现象愈演愈烈，两人逐渐发现，其中有些...麻烦可能是Walter Bishop自己的研究所导致的，而更多的麻烦则和秘密的顶级研究机构“普罗米修斯公司”有关……真相一点一点被揭开，秘密却越来越深。
一名“边缘档案部门”的团队成员被攻击，恐怖生物学家David Robert Jones再度回归。巨力公司的创始人，沃尔特另类科研方面的旧搭档威廉·贝尔博士终于现身。与此同时，沃尔特·毕舍普博士再度失踪，观察者带沃尔特
在梦中梦到发生的事情的奥莉维亚，开始在清醒的时候“做梦”了，她看到了还没有发生的事情。在调查一个女性自燃的案件，奥莉维亚开始相信自己的“幻觉”。沃尔特澄清了自己和Z.F.T.的关系，彼得的秘密项目帮助解决谜
