Agentka FBI Olivia Dunham wraz z genialnym naukowcem Walterem Bishopem i jego synem Peterem tworzą zespół prowadzący śledztwa dotyczące serii zagadkowych zdarzeń.

W nierealnym świecie Szpitala Świętego Serca marzyciel dr John Dorian uczy się medycyny i zawiera nowe przyjaźnie.