Die letzte Staffel knüpft nahtlos an die neunzehnte Episode der vierten Staffel an, in der die Beobachter in der Zukunft die Weltherrschaft übernommen haben. Olivias und Peters Tochter Etta holt Walter, Peter und Astrid in der Zukunft – im Jahr 2036 – aus dem Bernstein, worin das Fringe-Team sich zum Schutz vor den Beobachtern selbst eingeschlossen hatte. Auf der Suche nach Olivia werden die drei von Henrietta Bishop durch den totalitären Zukunftsstaat der Beobachter geführt. Nachdem sie Olivia gefunden haben, kehren sie über unterirdische Tunnel wieder zurück in das alte, mit Bernstein versiegelte Harvard-Labor. Dort beginnen sie Videos, die Einzelteile des Plans beinhalten, die Beobachter von der Erde zu vertreiben, aus dem Bernstein zu befreien. Dieser Plan wurde Walter von September gegeben, jedoch hat Walter ihn bei einem Verhör des Beobachters Captain Windmark vergessen. Nachdem Broyles sich als Maulwurf enttarnt hat, wird Etta von demselben Beobachter, der als Führer der Beobachter auftritt, erschossen. Als Peter entdeckt, dass viele der Eigenschaften der Beobachter auf eine Sonde im Nacken zurück zu führen ist, implantiert er sich selbst eine dieser Sonden, um Etta zu rächen. Durch ein weiteres Video gelangen Walter, Peter und Olivia in ein Wohnhaus, in dem die Gesetze der Physik scheinbar nicht oder verändert existieren. Sie bringen in Erfahrung, dass ein kleiner, glatzköpfiger Junge (Staffel 1 Episode 15) von einem Mann namens Donald dort versteckt wurde, sich nun jedoch nicht mehr in dem Wohnblock befindet. Durch ein weiteres Video findet das Fringe-Team zwei der Zylinder (Staffel 1 Episode 4). Peter, der nun ganz auf Rache sinnt, stellt Windmark eine Falle, indem er dessen Zukunft determiniert. Bei einer Auseinandersetzung mit ihm verliert Peter fast das Leben. Als Olivia herausfindet, dass die Sonde das Gehirn verändert, schafft sie es Peter zu überreden die Sonde herauszunehmen. Das Fringe-Team kann schließlich den Beobachter-Jungen, der nun den Namen Michael trägt ausfindig machen. Da Walter glaubt, der Junge könnte wissen, wer der mysteriöse Mann namens Donald ist, besorgen die drei elektronische Hilfsmittel, während Nina in einem der Außenlabore von Massive Dynamic auf den Jungen aufpasst. Windmark erfährt schließlich davon und sucht die beiden auf. Es gelingt Nina gerade noch den Jungen zu verstecken, ehe Windmark auftaucht. Sie erklärt dem Anführer der Beobachter, der Junge sei nicht mehr hier und opfert sich schließlich, um das Lesen ihrer Gedanken zu verhindern. Peter, Olivia und Walter kehren zurück, nachdem Windmark den Schauplatz verlassen hat und Walter erfährt schließlich, dass Donald niemand anderes als September ist, der nun jedoch eine menschliche Gestalt angenommen hat. Walter steigt in den Tank und findet den Ort wo sich Donald aufhält. Sie reisen nach New York. Nach einem Gespräch mit dem ehemaligen Beobachter erfahren sie, dass Michael eine genetische Anomalie ist und der Plan vorsieht, dass er in das Jahr 2167 geschickt wird, damit er von einem norwegischen Wissenschaftler studiert wird. Denn Michael ist der Beweis, dass man nicht Emotionen opfern muss, um Intelligenz zu steigern. Somit würden die Beobachter nie existieren. Auf der Flucht vor den Beobachtern verliert Olivia Michael an Windmark. Um den Jungen aus der Forschungsstation auf Liberty Island zu holen, versetzt Walter Olivia Cortexiphan, sodass sie in das alternative Universum reisen kann, dort mit Bolivias und Lincolns Hilfe in das Verteidigungsministerium gerät und von dort aus wieder zurück wechselt, um den Jungen herauszuholen. Auf dem Weg zurück in das alternative Universum wird sie von zwei Beobachtern aufgehalten, die sie jedoch ausschalten kann. Schließlich kehren Michael und Olivia wohlbehalten in ihre Welt zurück. Nachdem Broyles von Windmark in dessen Hauptquartier gefangen genommen wird, benutzen sie mehrere Toxine (Staffel 1 Episode 1, Staffel 1 Episode 9, Staffel 1 Episode 11 und Staffel 2 Episode 9), die sie in das Belüftungssystem schicken. Dabei sterben sowohl alle Beobachter als auch Loyalisten und es gelingt ihnen, Broyles zu befreien. Peter erfährt außerdem durch ein Video, dass Walter sich opfern muss, da er mit Michael in die Zukunft reisen muss, um dem Jungen den Weg zu dem norwegischen Wissenschaftler zu zeigen. Olivia gelingt es, den Anführer der Beobachter, Captain Windmark mithilfe des Restbestandes an Cortexiphan in ihrem Körper zu töten. Er wird von einem Auto eingeklemmt und stirbt. Schließlich erschaffen sie am Hafen nach einer Schießerei, in der September stirbt, ein großes Wurmloch. Walter tritt mit dem Jungen hindurch. Im Jahr 2015 sind Olivia, Peter und Etta nun im Central Park. Dies spricht nun für ein Gelingen des Plans. Zurück zu Hause findet Peter einen Brief von seinem Vater, in dem das Bild mit einer weißen Tulpe steckt (Staffel 2 Episode 18), der ihn nun zurück in das Labor führen soll, in dem das Video auf ihn wartet, das erklärt, warum Walter nicht mehr existiert

DVD 1:

1.Assoziativer Gedankenintegrator, Modell-11
2.In Absentia
3.Der Archivar
4.Die Kugel, die die Welt rettete
5.Zum Ursprung
6.Durch den Spiegel, und was Walter dort fand
7.Bells Vermächtnis

DVD 2:

8.Die Menschheit
9.Hofmann
10.Anomalie XB-6783746
11.Der Junge muss leben
12.Freiheit
13.Ein Feind des Schicksals