La série retrace l'affaire de Michael Peterson, un auteur de romans policiers accusé d’avoir tué sa femme Kathleen ainsi que la longue bataille judiciaire de 16 ans qui a suivi.
L'aîné des héritiers d'une famille américaine épouse une belle demoiselle d'origine plus modeste. Quand la jeune femme disparaît, la vie de la famille bascule.
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 ?
L'odyssée de Paulie, un drôle de perroquet dont le ramage n'à d'égal que le plumage. Non seulement Paulie imite le langage humain mais encore il le parle en le comprenant. C'est ainsi qu'il devient l'ami et le confident de Marie, fillette handicapée par un pénible bégaiement. Les parents de Marie, inquiets de voir leur fille s'amouracher ...
Un architecte arnaque les habitants de sa cité grâce à ses facultés spirituelles. Lorsque plusieurs habitants ont des infarctus, il est le coupable idéal aux yeux de la population. Il va devoir faire appel à ses amis fantômes pour s'en sortir...