De los productores ejecutivos Steven Spielberg, Peter Chernin, René Echevarria y Brannon Braga, llega una aventura familiar épica en la que viajarás 85 millones de años en el tiempo. La serie se centra en la familia Shannon, cuando forman parte del décimo peregrinaje de colonos a Terra Nova, la primera colonia humana que se ha establecido en esta hermosa, pero imponente tierra.
Junto con cielos azules, imponentes cascadas y exuberante vegetación, el terreno circundante de Terra Nova está lleno de peligros, y no solo por los dinosaurios cuya dieta incluye la carne humana. También hay una colonia fragmentada de renegados comandados por la fiera Mira, que se opone vehementemente a Taylor y su liderazgo.
Cuando una manada de pterosaurios, los dinosaurios voladores prehistóricos, atacan Terra Nova, Jim y Taylor deben encontrar la manera de salvar la colonia antes de que sea completamente invadida. Elisabeth descubre que un antiguo amor también vive en Terra Nova y puede haber sido responsable de su reclutamiento. Skye intenta hacer que Josh se sienta como en casa y Reynolds protege a Maddy.
Cuando Elisabeth, Jim, Malcolm y Taylor investigan por qué se perdió el contacto con un puesto científico cercano, descubren el brote de un virus misterioso que causa pérdida de memoria, paranoia y finalmente la muerte. El grupo debe trabajar en conjunto para encontrar una cura antes de perder la cordura y todo Terra Nova se infecte.
La colonia es víctima de su primer asesinato, y Jim y Taylor deben encontrar al perpetrador. Además, Skye ayuda a Josh a encontrar una manera de llevar a Kira, su novia de 2149, al pasado, mientras que Elisabeth y Zoe corren para ayudar a sobrevivir a un anquilosaurio por nacer.