En 2166, Vandal Savage, un criminel d'envergure cosmique a réduit la Terre et ses peuples en esclavage. La Confédération des maîtres du temps charge Rip Hunter de retourner dans le passé pour recruter des super-héros capables de s'opposer aux forces du redoutable tyran immortel Vandal Savage. L'équipe constituée est formée de The A.T.O.M, Captain Cold, Heat Wave, Firestorm, Hawkman, Hawkgirl et White Canary.

En alerte du sort de Vandal Savage, l'équipe se renforce avec le professeur Stein comme chef. Avec la présence des pires criminels de l'histoire, les choses deviennent vite compliquées pour les héros, d'autant que The Atom tombe entre de mauvaises mains, ce qui va mettre en danger un hypothétique futur.

Rip décide de s'en prendre à Vandal Savage en s'attaquant à ses avoirs financiers. Accompagné par Sara, il infiltre la banque de Savage, mais tous deux sont vite repérés par les hommes de Savage. Pendant ce temps, Snart et Rory essaient de voler une émeraude de grand prix. Le professeur Stein, quant à lui, guide Ray sur une dangereuse mission.

Au début des années 80, alors que Vandal Savage se retire derrière le rideau de fer, des spécialistes du nucléaire disparaissent. Les justiciers se lancent sur la piste de leur ennemi, en pleine coeur de l'Union soviétique, bien décidés à découvrir son but. Ray tente de se rapprocher de Valentina Vostock, une sculpturale scientifique soviétique. Stein brusque Jax afin qu'il s'améliore. Quant à Rip, il demande à Sara de se charger de l'entraînement de Kendra.

Alors que Routh, Mike, Ray et Stein ont été capturés et emprisonnés dans un goulag en 1986, Snart prend la tête d'une équipe et échaffaude un plan élaborer pour les libérer. Rip confie une mission parallèle à Sara. Valentina torture Stein afin de découvrir la formule du Firestorm.

Désormais propulsés en 2046 en raison d'une attaque de Chronos sur le Waverider, toute l'équipe se retrouve face à un archer vert, dans un monde de chaos. Sara découvre qu'il n'est autre que Connor Hawke, le successeur d'Oliver Queen, alias Arrow, qui a disparu quinze ans plus tôt. Elle le retrouve caché dans un vieux repaire, amputé d'un bras et ayant perdu toute envie de se battre.