In der zweiten Staffel stellt sich heraus, dass Agenten aus dem Paralleluniversum bereits seit einiger Zeit im gewohnten Universum tätig sind. Als biomechanisch veränderte Gestaltwandler sind sie in der Lage, das Aussehen jedes Menschen anzunehmen, wobei sie ihre Opfer in der Regel töten, bevor sie deren Identität annehmen. So tötet einer der Gestaltwandler den FBI-Agenten Charlie Francis, einen Kollegen von Olivia, nachdem diese von einer Reise ins Paralleluniversum zurückgekehrt ist. Olivia gelingt es jedoch schließlich, den falschen Charlie zu entlarven und zu töten. Von Bell erhielt sie die Warnung, es drohe ein Krieg mit dem Paralleluniversum. Schließlich wird bestätigt, was bereits am Ende der ersten Staffel angedeutet wurde: Peter ist in Wirklichkeit nicht der Sohn Walters aus dem gewohnten Universum. Dessen Sohn Peter war als Kind gestorben, woraufhin Walter den Sohn seines Gegenstücks aus dem Paralleluniversum als „Ersatz“ in sein Universum holte und damit ungewollt den Konflikt in Gang setzte.
Der Walter des Paralleluniversums ist mittlerweile zum Verteidigungsminister der USA aufgestiegen und somit scheinbar der Oberbefehlshaber der Gestaltwandler, die das gewohnte Universum seit Jahren infiltrieren. Kaum hat Peter erfahren, dass er aus dem Paralleluniversum stammt, wird er von seinem eigentlichen Vater aufgesucht, der ihn in sein eigenes Universum zurückholt. Walter, Olivia und einige weitere Leute, die zu den Kindern gehörten, mit denen Walter in den 80er Jahren experimentiert hatte, folgen ihnen jedoch, um Peter zurückzuholen. Sie erfahren, dass „Walternativ“ (orig. „Walternate“), wie Walter sein Gegenstück aus dem Paralleluniversum nennt, plant, Peter an eine Maschine anzuschließen, mit der er das gewohnte Universum zerstören will. Es kommt zum Wiedersehen von Walter und Bell, wobei letzterer am Ende sein Leben opfert, damit Olivia, Walter und Peter ins gewohnte Universum zurückkehren können. In Wahrheit hat „Walternativ“ jedoch Olivia gefangengenommen und durch die Olivia seiner Welt ersetzt, die unter seinem Befehl steht.

Disc 1:
01 Rückkehr
02 Objekt der Begierde
03 Der Colonel
04 Masse mal Geschwindigkeit
05 Traumfänger
06 Der Kosmonaut
07 Kontrolle
08 August
09 Snakeheads
10 Die Tür
11 Das Summen von Edina
12 Das Grauen aus der Tiefe


Disc 2:
13 Dr. Robert Bischoff
14 Jacksonville
15 Peter
16 Die Bürde
17 Die weisse Tulpe
18 Der Mann von der anderen Seite
19 Brown Betty
20 Noyo County
21 Die andere Seite - Teil 1
22 Die andere Seite - Teil 2