En el año 2149, un momento en que toda la vida en el planeta Tierra está en peligro de extinción debido a la superpoblación y la disminución de la calidad del aire en todo el mundo. En Hope Plaza, una estructura en forma de anillo gigante en Chicago, los científicos descubren una grieta en el espacio de tiempo que permite a las personas viajar a finales del período Cretácico (85 millones de años atrás) en la Tierra prehistórica de una realidad alternativa , que ofrece una oportunidad de salvar la humanidad. La familia Shannon se une a la décima peregrinación para pobladores de Terra Nova, la primera colonia de humanos del otro lado del portal. Jim entra furtivamente a la expedición ya que estaba en prisión, pero se adapta muy bien y le ofrece un puesto de policía (era su trabajo antes de la prisión en 2149).

Lola y Chelsea, dos desconocidas diametralmente opuestas, se dan a la fuga tras presenciar un asesinato del que se las acusa y en el que hay involucrados varios policías.

Harrow sigue al Dr. Daniel Harrow, especializado en patología forense. El doctor destaca por su desprecio a la autoridad y su empatía por los muertos, un comportamiento que le lleva a resolver los casos más extraños. Su objetivo es dar voz a las víctimas con el fin de descubrir lo que de verdad sucedió en cada caso. Sin embargo, un terrible secreto de su pasado amenaza la investigación del doctor y pone en peligro tanto a su carrera, como a su familia y a él mismo.