Quando um acidente aéreo ocorre em Boston, matando todos os passageiros e a tripulação de forma chocante, a agente especial do FBI Olivia é chamada para investigar. Depois que seu parceiro, o agente especial John Scott, quase morre durante a investigação, Olivia procura desesperadamente por ajuda e acaba conhecendo o Dr. Walter, considerado o Einstein da nova geração. Só há um problema: Walter esteve internado em uma clínica psiquiátrica pelos últimos 17 anos e a única forma de questioná-lo é pedindo ajuda a Peter, o estranho filho de Walter que possui um QI de 190. Quando a investigação de Olivia a leva à manipuladora executiva Nina Sharp, esse trio improvável, ao lado dos agentes do FBI, Philip e Astrid, vai descobrir que o que aconteceu com o vôo 627 é apenas um pedaço de uma verdade maior e mais chocante.
