Всё начинается с таинственной катастрофы на борту самолёта, после которой ФБР обнаруживает погибших пассажиров при крайне необычных обстоятельствах. Агент Оливия Данэм подключается к расследованию и вскоре понимает, что столкнулась с явлением, для объяснения которого обычных научных знаний недостаточно. Когда её напарник Джон Скотт оказывается заражён неизвестным веществом, Оливия начинает искать человека, способного его спасти. Единственным подходящим специалистом становится доктор Уолтер Бишоп. Когда-то Уолтер был выдающимся учёным и проводил смелые эксперименты в самых разных областях науки. Но после трагического происшествия его признали психически нестабильным и отправили в лечебницу. Чтобы освободить учёного, Оливия разыскивает его сына Питера. Отношения между отцом и сыном давно разрушены, поэтому Питер соглашается участвовать в происходящем без особого желания. Уолтер возвращается в свою старую гарвардскую лабораторию и начинает помогать ФБР. Его знания оказываются незаменимыми, поскольку новые расследования постоянно связаны с технологиями, которые кажутся невозможными. Оливия присоединяется к подразделению Филиппа Бройлза. Его сотрудники расследуют случаи, связанные с экспериментальной наукой и событиями, способными представлять угрозу национальной безопасности. Одно дело приводит к другому. Люди неожиданно меняются, неизвестные технологии воздействуют на человеческий организм, а некоторые преступления невозможно совершить без знаний, значительно превосходящих возможности обычных лабораторий. Постепенно становится понятно, что происходящие события не случайны. ФБР называет их частью Образца, хотя никто пока не понимает, кто стоит за ним и какую цель преследует. Следы неоднократно приводят команду к Massive Dynamic, огромной технологической корпорации. Она связана с Уильямом Беллом, человеком, который когда-то проводил исследования вместе с Уолтером. Для самого Бишопа расследования превращаются в постоянное возвращение к прошлому. Некоторые технологии напоминают ему собственные разработки, хотя после многих лет в психиатрической больнице воспоминания учёного остаются отрывочными. Питер становится связующим звеном между отцом и окружающим миром. Он помогает Уолтеру справляться с повседневной жизнью и одновременно всё сильнее интересуется расследованиями Оливии. Чем больше дел раскрывает команда, тем яснее становится, что граница между невозможным и реальным значительно тоньше, чем казалось. А ответы на происходящее могут скрываться в прошлом Уолтера Бишопа и экспериментах, последствия которых только начинают проявляться.
