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 ?
Ayant trouvé un substitut pour se nourrir sans tuer (du sang synthétique), les vampires vivent désormais parmi les humains. Sookie, une serveuse capable de lire dans les esprits, tombe sous le charme de Bill, un mystérieux vampire. Une rencontre qui bouleverse la vie de la jeune femme...