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.
Cuando una niña huérfana "Sixer" llega a Terra Nova en busca de asilo, Jim y Shannon dudan en confiar en ella. Mira planea recuperar una posesión valiosa. Taylor comienza a sospechar que hay un traidor entre ellos y Reynolds admite que siente algo por Maddy.
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.
Un meteorito destruye toda la tecnología y causa estragos en la colonia. Mientras tanto, Maddy y Reynolds están atrapados en el desierto, Elisabeth y Skye trabajan juntas para salvar una vida, y Taylor intenta evitar que Mira y los “Sixers” invadan Terra Nova. Además, un hombre misterioso sale a la luz.
