È l'anno 2036 e gli Osservatori ormai dominano sul mondo. La squadra Fringe, preservata all'interno dell'ambra per vent'anni, è ora una squadra di ribelli che cerca di combattere per la libertà. Intanto Peter e sua figlia cercano di scoprire cos'è successo a Olivia.

La squadra Fringe torna a far visita al laboratorio di Harvard, ora sotto il controllo degli Osservatori, per cercare delle informazioni importanti che permetterebbero loro di scoprire un modo per riottenere la libertà e salvare il mondo.

La squadra Fringe continua a fare tutto il possibile per fermare l'oppressiva invasione degli Osservatori. Degli eventi non previsti portano la squadra in una foresta, in cui vive un popolo che si prende cura di registrare tutto ciò che succede alla razza umana.

La squadra Fringe riesce a trovare una traccia, ma questa si trova all'interno di un complesso molto ben sorvegliato. Si ricongiungerà anche a una vecchia conoscenza, Phillip Broyles... ma ci si può ancora fidare di lui?

La squadra Fringe deve reagire a degli eventi devastanti accaduti di recente. Nel frattempo, però, è proprio uno dei membri della squadra a complicare le cose prendendo una decisione improvvisa che nessuno poteva aspettarsi.

Un membro della squadra Fringe assume un nuovo ruolo, mentre Walter segue degli indizi che portano a un oggetto che potrebbe rivelarsi fondamentale nella battaglia contro gli Osservatori per il controllo del mondo.

La lotta per assicurarsi il futuro del pianeta si intensifica, e un membro della squadra Fringe decide di orchestrare un evento paranormale tutto suo per cercare di risolvere la situazione una volta per tutte.

Olivia incontra una persona molto speciale mentre cerca di recuperare un oggetto importante per le ricerche di Walter. Nel frattempo, Peter si ritrova in una situazione difficile mentre segue i movimenti del Capitano Windmark.

Nel tentativo di elaborare un piano per sconfiggere gli Osservatori una volta per tutte, Walter decide di farsi un trip sotto gli effetti dell'LSD. Nel frattempo, Peter e Olivia seguono un misterioso segnale.

La squadra Fringe ormai è alle corde: il tempo per salvare il mondo sta per scadere. Quando finalmente riesce a ottenere un elemento importante nella lotta contro gli Osservatori, chiede aiuto a Nina Sharp per elaborare un piano.

Mentre la fine della serie si avvicina, la squadra lotta contro il tempo per salvare l'universo dal controllo degli Osservatori. Walter entra nella famosa cassa di deprivazione nel tentativo di scoprire qualcosa di più su un personaggio misterioso.

Nella prima parte del gran finale della serie, la squadra Fringe combatte contro il tempo per attuare il proprio piano. Olivia si avventura in un posto sconosciuto, mentre gli altri si preparano a uno scontro con gli Osservatori.