Ally est auteur-compositeur mais la scène l'effraie, Austin est un jeune chanteur qui veut devenir célèbre. Austin reprend une chanson d'Ally et la poste sur Internet. Le succès est immédiat et les deux jeunes décident de faire équipe. Trish est la meilleure amie d'Ally et l'agent d'Austin. Dez est le meilleur ami d'Austin et son réalisateur de clips.
Dre Johnson, marié, quatre enfants, vient d'être promu dans son agence de publicité. Il devrait logiquement tout avoir pour être heureux mais il ne l'est pas à cause... de sa couleur de peau ! Afro-américain, il déplore que les valeurs de son identité culturelle se soient diluées peu à peu dans la société. Sa femme, très libérale, et son père, très vieux jeu, ont bien du mal à le comprendre, sans parler de ses enfants...
Jack Carter, un marshall américain, découvre, au cours d'une escapade avec sa fille Zoe, l'existence d'Eureka, un complexe top-secret abritant des scientifiques et leur famille dans le but de les faire travailler sur des projets confidentiels. Mis au pied du mur et fasciné par cette ambitieuse entreprise, il accepte d'en devenir le shérif. Mais il est rapidement confronté à des événements et à des phénomènes qui dépassent son entendement.
Au sein de la police de Philadelphie, le Lieutenant John Stillman, mais aussi les inspecteurs Lilly Rush, Scotty Valens, Nick Vera, Will Jeffries et Kat Miller font partie d'une brigade spéciale, enquêtant sur des affaires passées et qui ont été classées à l'époque malgré le fait qu'elles soient non résolues. Cette équipe va alors interroger les témoins, dont les vies ont bien changées depuis le meurtre, tenter de trouver de nouveaux indices et faire appel aux nouvelles technologies qui pourront lui apporter quelques réponses.