Toujours en convalescence après sa rencontre traumatisante avec William Bell, l'agent Olivia Dunham absorbe un breuvage concocté par le docteur Walter Bishop pour l'aider à retrouver la mémoire. Pendant ce temps, l'équipe enquête sur une série de cambriolages a priori perpétrés par des êtres polymorphes. Au fil des heures, les indices s'accumulent et la mémoire de l'agent Olivia Dunham revient peu à peu. Dans ces images une autre femme sur laquelle le docteur Walter Bishop a également réalisé des expérimentations apparaît. Les souvenirs retrouvés de l'agent Olivia Dunham lui permettent de comprendre les moments passés dans la réalité parallèle...