동물학자 잭슨 오즈와 기자 제이미 캠벨은 인간에 대한 동물의 반란으로 보이는 불길한 첫 번째 공격을 조사한다.

잭슨은 사자에게 인질로 잡힌 친구를 구한다. 한편 제이미와 미치는 사자들이 집단의식을 갖고 있다는 증거와 살충제가 원인일 수 있음을 알게 된다.

박쥐의 공격으로 제이미와 에이브러햄의 비행기가 추락하고, 클로에는 개들의 공격을 조사한다. 본 의원에게 맞서던 제이미와 미치는 한계에 부딪힌다.

미치와 에이브러햄, FBI 요원 벤 셰이퍼는 미시시피 주의 교도소에서 일어난 늑대의 공격을 조사하고, 남극의 연구 기지에 박쥐가 잔뜩 나타난다.

미치는 늑대에게서 발견된 박테리아를 레이든과 연결짓는다. 한편 리우에 있는 팀은 대낮에도 공격이 가능한 박쥐 떼와 싸운다.

하틀리는 검안사의 도움을 받아 감염된 동물들처럼 되고, 이로 인해 모세포를 찾기 위한 생사를 건 추적이 시작된다.

제이미는 레이든과 벤의 연결고리를 찾아 레이든의 파리 사무소를 수색한다. 한편 미치는 생포된 곰에게 모세포가 활동 중임을 알게 된다.

컨테이너 화물선의 선원들이 감염된 쥐에게 학살당한 후, 주인을 잃은 배가 좌초하자 쥐들은 육지로 퍼진다.

미치는 돌연변이에 대한 해독제를 만들려 한다. 한편 버크는 모세포를 되찾아오려 하고, 당국은 클로에와 제이미를 추적한다.

팀원들은 동물 권리 보호 활동가의 도움으로 표범의 DNA를 확보하기 위해 비행기를 타고 잠비아로 탈출한다.

팀원들이 잠비아에서 임무를 수행하던 중 잭슨이 다치면서 상황은 더욱 악화된다. 한편 병원은 돌연변이 동물로 가득하다.

잭슨이 수술을 받는 동안 미치와 제이미는 표범 DNA와 모세포를 이용해 돌연변이에 대한 치료제를 만들려 한다.

비행기 추락 사고가 발생한 지 몇 달 후, 팀원들이 치료제를 찾으려 애쓰는 가운데 돌연변이 동물들은 워싱턴의 길거리를 초토화시킨다.

제이미와 표범을 찾으러 달려간 팀원들. 정부가 강제 대피를 개시하자 팀원들은 특별기를 타고 파타고니아로 날아간다.

숲속에서 혼자 힘으로 살아남아야 하는 제이미. 파타고니아의 클로이와 잭슨은 새로운 돌연변이 증상을 보이는 남자를 발견한다. 팀원들이 이상한 죽음을 파헤친다.

비밀을 감추고픈 클로이는 잭슨과 마찰을 빚는다. 팀의 협력자가 희생당하고, 제이미는 캐나다의 숲에서 한 남자와 마주친다.

밴쿠버에서 건물이 내파해 큰 혼란이 벌어진다. 팀원들은 데이비스 장군에게 접근하기 위해 공식 행사에 잠입하고, 로건은 자신의 과거와 마주한다.

클로이는 너무 늦기 전에 제이미의 위치를 알려준다. 뱀 떼가 새로운 위협을 예고하고, 잭슨은 다리엘라에게 중요한 부탁을 한다.

지금 일어나고 있는 현상의 중요한 단서를 1895년 신문에서 찾을 수 있을지 모른다. 리스본에서는 고대의 해파리를 실험하던 중 '유령 유전자'가 발견된다.

미치가 삼중 나선형 돌연변이의 원인을 밝힌다. 에이브러햄은 매미 때문에 이상한 일이 일어나고 있는 영국의 한 마을로 팀원들을 인도한다.

에이브러햄과 제이미는 돌연변이와 아버지의 관계를 잭슨에게 알리지 않기로 한다. 잭슨은 어머니를 찾기 위해 데이비스가 제시한 조건에 동의한다.

잭슨의 어머니를 찾으러 아프리카로 간 잭슨과 에이브러햄은 큰 대가를 치르게 된다. 미치는 멸종된 호랑이를 찾으려면 아버지의 도움이 필요하다는 사실을 깨닫는다.

돌연변이가 완전히 진행되기 전에 잭슨을 찾으려고 달려가는 팀원들. 잭슨은 데이비스와 거래를 하고, 러시아인들은 노아 프로젝트에 대한 투표를 앞두고 있다.

잭슨이 돌아왔지만 돌연변이가 진행되어 많이 달라진 모습이다. 로버트는 TX-14 가스에 대해 털어놓고, 팀원들은 검치호를 찾아 나선다.

판게아 섬에 도착한 팀원들은 검치호의 행방을 추적한다. 노아 프로젝트를 수행하기 위한 비행기가 이륙하자 팀원들은 서둘러 DNA 치료제를 방출한다.

판게아 감옥에서 빠져나온 팀원들은 삼중 나선형 동물에 대한 진실을 알게 된다. 누군가의 희생과 끔찍한 발견으로 모든 것이 달라진다.

10년 전, 인류를 위협하는 돌연변이 동물을 치료하는 데 성공하지만, 그 대가로 전 인류는 불임이 됐다. 하지만 지금, 새로이 출현한 혼종이 또다시 인류의 목숨을 노리는데.

로건과 잭슨은 동부와 서부에서 동시에 일어난 폭파 사건의 연결고리를 발견한다. 미치는 자신의 딸이라 주장하는 여자를 만나고, 에이브러햄은 불임 연구로 위험에 빠진다.

선택의 갈림길에 선 에이브러햄과 다리엘라. 가족을 지키기 위해 극단적인 방법을 동원해야 할까. 제이미는 미치의 상태를 호전시키기 위해 무지막지한 수술을 감행한다.

혼종이 뉴욕까지 날아오는 건 시간문제. 어떻게든 혼종의 확산을 막아야 한다! 다시 만난 팀원들은 대책 마련에 분주하고, 에이브와 다리엘라도 마침내 팀에 합류한다.

살해 용의자로 체포된 제이미. 미치와 로건을 끌어들여 ‘목자들’의 비밀을 캐려 한다. 한편, 멕시코에서 테사와 다시 만나게 된 잭슨은 어렵게 가족 얘기를 털어놓는다.

미치는 클레멘타인을 구출하기 위해 호랑이 굴에 들어간다. 한편, 부상에서 회복 중인 애비게일. 그녀의 단편적인 과거 기억을 통해, 혼종과 그녀의 관계가 서서히 드러난다.

사라진 아이들을 구하라! 팀원들은 에이브러햄과 다리엘라의 아들, 그리고 다른 아이들이 있을 만한 곳을 추적하고, 페루로 날아간 미치와 제이미는 낯익은 얼굴과 마주친다.

자신의 계획을 완성하려는 애비게일. 잭슨을 납치해, 그가 지닌 비범한 능력의 비밀을 캐묻는다. 팀원들은 비행기 오작동으로 하늘 위에서 절체절명의 순간을 맞이한다.

미치를 찾아 나서는 팀원들. 미치를 추적해 들어간 곳에서 그들은 미치가 아닌, 덩컨과 마주친다. 한편, 로건은 혼종 둥지를 조사하기 위해 대한민국 서울로 향한다.

사경을 헤매는 애비게일. 잭슨은 에이브러햄에게 애비게일을 살려야 모두가 살 수 있다고 설득한다. 제이미는 친구들 몰래, 덩컨에게 거절하기 어려운 거래를 제안한다.

독성 포자가 공기 중에 퍼져, 비행기 밖으로 한 발자국도 나갈 수 없는 팀원들. 만삭이 된 클레멘타인은 금방이라도 아기를 출산할 것 같은데. 진퇴양난을 헤쳐나갈 방법은?

갑작스러운 기체 이상으로 흔들리는 팀원들의 비행기. 장벽의 서쪽, 혼종 지역에 불시착한다. 테사와 다리엘라가 구출에 나서는데, 무사히 팀원들에게 닿을 수 있을까.

미국 전역을 재앙에서 구하라! 혼종이 장벽을 뚫고 들어오기 전에, 잭슨은 마지막 남은 비컨을 끄러 현장으로 달려간다. 한편, 애비게일은 클레멘타인의 아기를 노리는데.