Nous sommes de retour très peu de temps après le dernier épisode, qui s'était conclue sur la rencontre de Dunham et de William Bell dans l'univers alternatif. Catapultée de retour dans son univers, elle subit un choc violent et tombe dans un coma. Après son réveil, les premiers épisodes de la saison, outre les enquêtes traitées à chaque épisode, se focalisent sur ses difficultés face aux « effets secondaires » du voyage inter-dimensionnel. Par la suite, la série s'oriente vers les rapports de plus en plus étroits entre les deux univers ; principalement par la visite d'agents d'un univers dans l'autre et sur les rapports père/fils de Walter et Peter qui tombent à l'eau à la fin de la saison. En effet, un surprenant et bouleversant secret entourant Peter éclate au grand jour. La saison s'achève sur un final « explosif » et la mort d'un personnage récurrent.