Dopo un incidente, il detective Sam Tyler si ritrova inspiegabilmente catapultato nel 1973, dove deve aiutare il dipartimento a risolvere un caso molto simile a quello su cui stava indagando nel 2007. Il detective però deve anche vedersela con i metodi del tempo, così come l'assenza di strumenti sofisticati.

Sam è nel 1973, e il 2008 esiste solo in alcuni lampi della sua memoria. Un uomo è sospettato di rapina e viene portato in commissariato e poi rilasciato per mancanza di prove. In seguito l'uomo è autore di un'altra rapina, questa volta accompagnata da una morte.

Gene Hunt va su tutte le furie quando viene assassinato un veterano del Vietnam e cerca di risolvere il caso il più velocemente possibile. Durante le indagini Sam scopre degli indizi che lo aiutano a capire perché è stato portato nel 1973.

Sam indaga su un'aggressione subita da una donna da parte di un delinquente della zona. Il detective scopre però che la donna è la madre dell'assalitore, a cui doveva ritornare i soldi di un prestito a usura. La madre non vuole quindi sporgere denuncia e Sam cerca un modo per convincerla a fare la cosa giusta.

Nel 1973 Sam diventa il partner di Fletcher, che poi diventerà il suo mentore. I due devono trovare un uomo portoricano accusato di aver ucciso una donna gettandola da un tetto. Il caso è spinoso, anche perché la comunità nera fa sentire la propria voce per ottenere giustizia.

Dopo aver partecipato ad una festa selvaggia per il compleanno di Ray al dipartimento, la squadra si ritrova a dover lottare contro il tempo in una situazione molto difficile: qualcuno ha preso degli ostaggi all'interno di un ospedale e ha una strana richiesta per la polizia.

Sam Tyler scopre che suo padre potrebbe essere coinvolto nel rapimento di un bambino; inoltre viene a conoscenza dei veri motivi per cui il padre aveva lasciato la città nel 1973. Sam inizia allora a credere di essere stato mandato indietro nel tempo proprio per fermare la fuga del padre.

Una misteriosa telefonata da una fonte anonima porta Sam Tyler a ritrovare un cadavere senza testa. Nello stesso momento la testa mozzata viene recapitata al distretto. Altri episodi simili portano i detective a pensare che forse il fratello di Carling possa essere coinvolto.

Sam incontra un ragazzo che arresterà nel futuro per omicidio e raccoglie al volo l'opportunità di prevenire un crimine. Nel frattempo, Hunt si scontra con un collega durante una rapina in banca effettuata dalla mafia russa.

La star del rock Sebastian Grace riceve delle minacce di morte. Sam e Chris vengono quindi assegnati alla sua protezione. Sebastian viene poi arrestato per omicidio quando una delle sue groupie sparisc nel nulla. Sam nel frattempo deve cercare di nascondere il suo flirt con Maria.

Un politico viene arrestato e accusato di favoreggiamento alla prostituzione. L'uomo rivela a Sam di provenire dal futuro e di conoscere il modo per tornare nel 2009, ma viene assassinato prima che possa dire nulla. Hunt mette al lavoro tutta la squadra per indagare sull'omicidio.

La squadra cerca di risolvere il caso dell'omicidio di un giornalista. Uno dei principali sospettati è Tony Crane, proprietario di una galleria d'arte che Sam aveva arrestato nel 2000 per un crimine simile. Il resto del team però è convinto che l'autore dell'assassinio sia lo chef di un ristorante.

Mentre la squadra cerca di trovare un posto in cui guardare lo storico re-match tra Muhammad Ali e Ken Norton, il dipartimento viene preso di mira da alcuni studenti appartenenti al gruppo ambientalista 'Weather Underground', che minacciano di far esplodere delle bombe.

Una hostess viene assassinata e la squadra teme che l'omicidio sia opera di un assassino seriale. Annie allora si offre per un lavoro sotto copertura diventando l'esca per l'omicida. Le indagini portano ad una festa per scambisti, cui partecipano Sam e Hunt.

Sam deve infiltrarsi in una gang di New York e per farlo diventa un duro della strada. Per non far saltare la copertura sarà poi costretto a spingersi ben oltre i suoi limiti. L'uomo però non sa cosa fare quando gli viene chiesto di uccidere una donna a sangue freddo.

Dopo la sparatoria in cui sono rimasti coinvolti Ray e Chris, il 125esimo distretto inizia a prendere tutti i crimini in un'ottica personale e vendicativa. Anche per questo quando il colpevole della sparatoria viene assassinato e il distretto si ritrova a collaborare con altri agenti, molti sospetti ricadono su Sam.