Una nuova squadra si riunisce per riavviare il progetto Quantum Leap. Il fisico protagonista Ben Song compie un salto non autorizzato nel 1985, mentre la squadra si affanna a capire cosa sia successo e come fare per recuperarlo.

Ben si ritrova in orbita a bordo dello Space Shuttle Atlantis nel 1995. Addison confida a Ian una scoperta e si trova in contrasto con Magic e Jenn.

Ben balza nella sfavillante Las Vegas degli anni '70 e nel corpo del giovane e promettente pugile Danny Hill alla vigilia di un importante incontro per il titolo. Ben e Addison devono aiutare Danny a vincere l'incontro o a perdere tutto. Magic, Ian e Jenn scavano nel passato di Ben per scoprire la verità.

Ben salta nella Los Angeles degli anni '80 e si ritrova nel corpo di Eva Sandoval, una cacciatrice di taglie senza scrupoli che sta cercando di assicurarsi un obiettivo sfuggente. Ben ricorda qualcosa in più della sua vita.

Ben viene trasportato nel 1879 e nella rustica città di frontiera di Salvation, dove deve affrontare un letale fuorilegge. Magic, Jenn e Ian affrontano una nuova minaccia quando un curioso senatore si presenta al quartier generale per fare domande sul programma Quantum Leap.

Ben e Addison si ritrovano a San Francisco durante lo storico terremoto del 1989. Mentre la città continua a crollare con le scosse di assestamento, Ben deve cercare di ricucire una famiglia nel caos, mentre Jenn e Ian cercano indizi su un mistero inquietante.

Ben si trasforma in un sacerdote chiamato ad assistere una famiglia in crisi nella notte di Halloween; mentre si addentra in eventi misteriosi e inspiegabili, è costretto a raccogliere tutte le sue risorse di scienziato prima che il tempo finisca.

Ben salta nel corpo di un ragazzo di 16 anni e si ritrova in un gruppo di adolescenti emarginati in fuga. Ben si affida alla determinazione per cercare di guidare se stesso e Addison verso la salvezza, il tutto portando a una rivelazione scioccante quando un pezzo significativo della sua memoria ritorna.

Ben arriva nella Chicago del 1979 nei panni di Jack Armstrong, una devota guardia di sicurezza della talentuosa cantante pop Carly Farmer. Durante la preparazione di Carly per un concerto, diventa subito chiaro che la sua vita è in pericolo e Ben deve determinare chi sta cercando di ucciderla e perché.

Ben si imbatte in Alexandra Tomkinson, specializzanda in medicina in un ospedale di Seattle. Mentre le vittime di un incidente ferroviario si riversano al pronto soccorso, Addison rivela la complicata missione di Ben, che deve scontrarsi con i capi dell'ospedale per salvare vite umane e la carriera di Alexandra.

Nel 2012 Ben si ritrova in mezzo alla famiglia Mendéz per aiutare la figlia transgender, Gia, che sogna di giocare nella squadra di basket del liceo. Magic e Jenn scoprono un altro tassello del puzzle del perché Ben ha compiuto il primo salto.

Quando Ben entra in una famiglia indiana per cercare di evitare che il loro amato ristorante di famiglia vada a fuoco, scopre un legame emotivo con la matriarca attraverso i suoi ricordi. Magic e Jenn condividono con Ian una sorprendente rivelazione.

Quando Ben salta su una nave da guerra durante le esercitazioni del 1989, deve non solo affrontare una pericolosa missione di salvataggio, ma anche confrontarsi con il suo ufficiale in comando, l'XO Alexander Augustine, altrimenti noto come il padre di Addison.

Quando Ben si trasforma in un difensore d'ufficio, deve tenere fuori dal carcere a vita un adolescente innocente accusato di omicidio. In un'inaspettata svolta degli eventi, Jenn mette alla prova la sua esperienza legale quando entra in scena come ologramma.

Quando Ben finisce in un istituto psichiatrico degli anni '50, deve organizzare un'audace fuga per una giovane donna ingiustamente internata dal marito. Nel frattempo, la squadra è scioccata nell'apprendere l'identità di una talpa nel quartier generale di Quantum.

Quando Ben sale a bordo di un jet passeggeri degli anni '70 come assistente di volo, deve superare i dirottatori prima che il jet si schianti misteriosamente nell'Atlantico e, peggio ancora, deve fare tutto senza l'aiuto di Ziggy.

Il prossimo salto di Ben lo porta più vicino a casa di quanto si aspettasse. La squadra affronta la resa dei conti con il Leaper X e si batte per il futuro del progetto Quantum Leap e per le proprie vite.