Saison 1 (2008 / 2009)
La première saison de la série commence avec l'incident du vol 627, premier événement du « schéma » ou « projet », sur lequel enquêtera Olivia Dunham avec son partenaire et amant John Scott. Les premiers épisodes, dans la trame narrative globale, enclenchent la mise en place du trio principal de la série : Dunham, après la mort de Scott, cherche à contacter Walter Bishop pour obtenir son aide dans l'enquête. Cependant, afin de le faire sortir de l'hôpital psychiatrique St-Claire, elle doit convaincre son fils, Peter, alors en Irak, de revenir avec elle aux États-Unis et d'accepter de devenir le tuteur légal de son père.
Cette saison a pour particularité de ne pas orchestrer de continuité trop forte entre la plupart des épisodes ; aussi nombre d'entre eux sont regardables individuellement et dans un ordre quelconque. Toutefois, une mythologie commence à se mettre en place : le docteur William Bell et sa société Massive Dynamic se retrouvent étroitement liés à chaque événement décrit dans les différents épisodes…
Saison 2 (2009 / 2010)
La deuxième saison reprend très peu de temps après la première, 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 vont tomber à l'eau à la fin de la saison. En effet, un surprenant et bouleversant secret entourant Peter va éclater au grand jour. La saison s'achève sur un final "explosif" et la mort d'un personnage récurrent.
Saison 3 (2010 / 2011)
La saison est consacrée aux effets croissants de la guerre entre les différents univers, ainsi qu'à la recherche par la section Fringe des pièces d'une mystérieuse machine dispersées à travers le monde et qui aurait été fabriquée par les mystérieux « premiers hommes », ancien peuple à la technologie très avancée. Le final montre l'activation de cette fameuse machine et son effet sur les 2 univers : l'esprit de Peter se retrouve alors projeté un court instant dans le futur après avoir sauvé son univers d'adoption, un monde devenu apocalyptique du fait de la destruction de l'autre monde. À l'aide de Walter, il réussira à projeter son esprit actuel au moment où il rentre dans la machine, trouvant une solution dans la création d'un pont permanent entre les deux mondes. On apprend alors que tous les univers sont indispensables les uns des autres, ce qui ramène à la Théorie des cordes.
Saison 4 (2011 / 2012)
L'histoire a été réécrite : la section Fringe a été créée après les événements du lac Reiden, mais Peter n'a pas survécu, l'observateur ne l'a pas sauvé des eaux. Les deux univers collaborent tout de même ensemble et ont été reliés par un pont, ce qui régénère l'univers de Walter-ego.
Peter revient dans une ligne temporelle où personne ne le connaît, il doit faire ses preuves et utilise les similitudes avec sa ligne temporelle pour accélérer les enquêtes. Il découvre ainsi les conséquences de sa disparition dans cet univers : David Robert Jones est de retour, accompagné de la version alternative de Nina Sharp, avec un plan pour détruire les deux univers. Le colonel Broyles de l'univers alternatif n'est pas mort et Farnsworth travaille sur le terrain. Au début, Peter croit qu'il a atterri dans une troisième version du monde et désire rentrer chez lui, mais il va finir par comprendre, grâce à Dunham qui retrouve la mémoire de son amour, qu'il est bel et bien chez lui et que son effacement était le résultat de son remaniement des événements antérieurs.
La deuxième moitié de la saison est marquée par de nombreuses révélations incluant la vérité sur les observateurs. Ils sont l'évolution future de la race humaine et maîtrisent les pouvoirs que recherchaient Walter et William.
Saison 5 (2012 / 2013)
En 2015 les observateurs viennent envahir le monde et le seul espoir pour les arrêter réside en un plan que Walter et l'observateur Septembre ont mis au point. Cependant, pris de court, les membres de la section Fringe, à savoir Olivia, Peter, Walter et Astrid doivent s'ambrer eux-mêmes afin de disparaître durant 21 ans. C'est Henrietta, membre de la résistance mais surtout fille de Peter et de Dunham qui parvient à les libérer. Malheureusement, Walter oublie le plan et les protagonistes se retrouvent obligés d'en réunir les différentes parties à l'aide de vidéos éparpillés dans l'ancien laboratoire d'Harvard. Ils vont ainsi évoluer dans un monde qui leur est totalement inconnu dans le but de sauver l'humanité.
Afin de ne pas oublier ce qu'est la section Fringe, les diverses expériences des précédents événements sont utilisées pour combattre les observateurs.
