Atteint du syndrome d'Asperger ainsi que de celui du savant, le Dr Shaun Murphy rejoint un prestigieux hôpital. Livré à lui-même, il éprouve des difficultés à socialiser. Mais en mettant son incroyable don au service de ses patients, ce jeune prodige divise le personnel médical. Saura-t-il être à la hauteur de sa mission ?
Se sentant coupable de la mort accidentelle de son frère, un gardien de cimetière se retrouve régulièrement face au fantôme de celui-ci. Il rencontre une jeune femme disparue en mer et se demande s'il s'agit aussi d'une apparition ou si elle est réelle.
L'agent du FBI Olivia Dunham intègre la mystérieuse section Fringe pour élucider des affaires où la logique défie l'imagination. Elle fait équipe avec le brillant et instable scientifique Walter Bishop et son fils Peter. Que cachent ces événements paranormaux sur lesquels ils doivent enquêter ?
Après avoir assisté au meurtre de sa femme et de son fils, Abe Dale tente de mettre fin à ses jours. Réanimé de justesse, il réalise que son bref passage dans le monde des morts lui a offert le don de voir l'avenir avec quelques secondes d'avance.