В 2017 году смертоносная чума освобождается, убив 7 миллиардов человек во всем мире и приводит цивилизацию на грань краха. В 2043, группа ученых во главе с Катриной Джонс возвращает Джеймса Коула назад во времени с единственным приказом - убить Лиланда Фроста, чтобы предотвратить создание чумы. Коул возвращается в 2013, где он похищает доктора-бактериолога Кассандру Райли , совместно с которой он должен найти этого человека.

Коул должен вернуться, чтобы найти информацию о пациенте психиатрической больницы в Филадельфии, который связан с «армией 12 обезьян» и компанией «Markridge Group». Ученые пытаются отправить его в 2015 год, но он попадает в Северную Корею в 2006, после чего он исчезает на глазах у охраны и возвращается в свой 2043. Его во второй раз отправляют 2015 год, где он находит психически неуравновешенную Дженнифер Гоинз в лечебнице, дочь Лиланда Гоинза. Аарон Маркер показывает д-ру Райли секретную информацию из Северной Кореи о том, что Коул был там в 2006 году.

Коул и Райли пытаются отследить доктора Анри Туссена, единственного человека, кроме Дженнифер Гоинз, который знает секрет «Тёмной комнаты». Они обнаруживают, что он был убит неизвестным во время работы с доктором Райли на Гаити в 2014 году. Коул отправляется в 2014 год на Гаити, для того, чтобы допросить Анри. В этом времени Коул не должен вступать в контакт с «версией доктора Райли 2014-го года», чтобы не изменить временную линию: т.к. этот отрезок времени происходит после первой встречи с ним (в 2013), но ещё до второй, что может помешать ей встретить Коула в 2015 году. Он находит Анри, но «Человек со шрамом» настигает их. «Доктор Райли - 2014» осознает, что вспышка эпидемии на Гаити - это, возможно, первое появление чумы 2017 года.

В 2043, «West VII» нападет на объект, где расположена машина времени, войдя через скрытый туннель. Рэмзи и Джонс, по-видимому, убиты, но они успевают послать Коула назад во времени в 2015. Оказаться в назначенной точке не получилось, машина времени, в результате нападения, отправляет Коула назад на несколько дней. И, создав временной парадокс, он попадает в плен к Диакону и вынужден раскрыть местонахождение скрытого тоннеля, проход через который удался лишь потому что Коул вернулся в это время, а не в назначенный 2015-ый год.

Коул и д-р Райли попадают в «Тёмную комнату». «Человек со шрамом» пытает Коула, чтобы попытаться узнать, как проникнуть в хранилище внутри «Тёмной комнаты», при этом рассказывая д-ру Райли, что это Коул убил Анри в 2014. В 2043 Рэмзи обыскивает личные вещи Джонс и обнаруживает, что она и ранее посылала других путешественников в прошлое, некоторые из которых умирали в процессе.

Вернувшись в 2043, Коул попадает в альтернативное будущее, где «West VII» захватили объект с машиной времени. Он узнает, что в истории этого альтернативного 2043, д-р Райли был убита в 2015 году, в результате чего произошли радикальные изменения во временной линии: чума появилась раньше, в 2014, и была связана с событием, под названием «Операция Троя», в Чечне. Коул убеждает лидера «West VII» (теперь это Рэмзи), чтобы Джонс помогла отправить его назад во времени, чтобы он мог предотвратить смерть «д-ра Райли-2015» и изменить историю.

В 2015 году Коул и д-р Райли допрашивают археолога о древнем артефакте, связаном с «армией 12 обезьян» и, узнав, что она имеет корни в Чечне, Коул предпринимает попытку попасть туда. Уже будучи в Чечне, Коул получает вирус, но попадает в плен к Векслеру и его людям. Маркер и д-р Райли информируют ЦРУ, что «операция Троя» пошла не так, как планировалась.

В 2043 году Джонс посылает Рэмзи и Уитли в "Спирхэд", военную колонию, чтобы попросить помощи в стабилизации энергии ядра машины времени. Джонс и Уитли когда-то жили в ней, но оставили её после того, как нынешний лидер, полковник Фостер, пришел к власти путём насильственного переворота.

В 2043 году Джонс утверждает что Фостер лжет и лекарство от вируса никогда не будет найдено, и любыми способами хочет заполучить ядро, чтобы спасти "затерявшегося во времени" Коула. Находясь в 2017 году в Чечне Коул узнаёт, что доктор Райли до сих пор борется с вирусом и работает в ЦКЗв Балтиморе. При попытке прорваться через карантинный периметр его захватывает группа солдат ООН и увозит.

Коул отправляется в 2015. Коул вместе с доктором Райли находят рабочий журнал доктора Оливера Питерса, который указывает им на Токио 1987 года. В 2043 Рэмзи сжигает документы доктора Джонс, которые помогали им в поисках источника чумы и похищает сыворотку для путешествия во времени.

В 1987 в Токио, Коул пытается остановить Лиланда Гоинза, который приобретает оригинальный образец чумы. Коулу мешает Рэмзи и в процессе драки, Рэмзи заключают в тюрьму. В тюрьме с ним связывается Оливия, таинственный член Армии 12 обезьян.

В 2015 доктор Райли находит «доктора Катрину Джонс-2015» и просит её о помощи Коулу, который умирает от побочных эффектов при путешествиях во времени. Дженнифер Гоинз смещает генерального директора Маркридж-групп и ставит себя на его место. В 2043 доктор Джонс пытается восстановить машину для путешествия во времени.

В 2015 Коул и доктор Райли допрашивают Аарона про «Армию 12 обезьян». После этого они находят лабораторию где произведена сборка машины для путешествия во времени и встречаются там с Рэмзи, который хочет воспользоваться ею, чтобы вернуться к сыну в 2043-ем. В 2043 Дьякон и группа из 12-ти человек врываются в лабораторию. Джонс решается на отчаянный ход - взорвать машину, но внезапно появляется раненая Кассандра Рейли.

2016 год, Коул и Рамзи находятся в бегах от Армии. Они просят Бенджамина Калмана, бывшего учёного Маркридж, удалить отслеживающее устройство из Рамзи.

2016 год, Коул уговаривает Дженнифер не выпускать чуму. Он и Райли уничтожают запасы вируса Дженнифер, изменяя историю, хотя они, Рамзи и Джонс все еще помнят предыдущую временную линию благодаря наркотику для путешествий во времени.

Коул и Райли перемещаются в 1944 год, чтобы остановить двух Посланников от убийства ученого, Томаса Кроуфорда.

Рамзи отправляется в 1944 год, чтобы спасти Коула и Райли. Хотя он не в состоянии остановить убийство Томми, он освобождает их от агента ФБР Роберта Гейла.

2044 год, Дженнифер отправляет Райли в 2016 год, чтобы узнать личности Первичных от молодой себя. Отчаявшись избавиться от Дьякона, Коул и Рамзи выдали его одному из своих врагов, Бригадиру.

Коул и Рамзи перемещаются в 1975 год, чтобы остановить Посланников от "парадоксинга" (убийство взрывом в результате временного парадокса) Кайла Слэйда, ветерана Вьетнама, ставшего серийным убийцей.

2044 год, галлюцинации Райли усиливаются. Машина времени неожиданно даёт сбой, перемещая людей из случайных мест временной линии во временную установку, включая солдат из 1959 года и ужасно мутировавших бывших испытуемых Проекта Расщепление, с которыми сталкиваются члены команды.

Кассандра Райли отправляется в 2020 год к Катарине Джонс с важной миссией. Она собирается убить молодую Джонс, чтобы предотвратить все путешествия во времени, которые когда-либо происходили.

Дженнифер Гоинз в 2016 году решает создать собственную армию и собирает группу под названием Гиены. Вместе со своими сумасшедшими сторонниками она собирается одолеть армию 12 Обезьян.

Верность Коула подвергается испытанию, после того как Рамзи и Райли обманом совершают несанкционированный прыжок во времени и отправляются в 1961 год в Восточный Берлин для важной миссии.

Коул и Джонс находятся в центре попытки захвата власти, в то время как машина времени оказывается на грани уничтожения.

Коул и Райли пытаются остановить в прошлом временной парадокс. В это время Рамзи, Дженнифер и Дикон отчаянно пытаются пережить предстоящий апокалипсис, чтобы найти Свидетеля.

После долгой борьбы Коулу и Райли наконец-то удается найти свое место в прошлом, где они могут жить в мире. Однако вскоре Коул сталкивается с таинственной женщиной, которая рассказываем ему о своем апокалипсическом видении.

В постапокалиптическом 2163 году отчаявшийся Коул продолжает поиски Титана. Тем временем, армия 12 обезьян ждет появления Свидетеля, а находящаяся у них в плену Райли должна сделать самый трудный выбор в своей жизни.

В поисках Дженнифер Гоинз Коул и Джонс отправляются во Францию после Первой мировой войны. Там они сталкиваются с крайне опасной группой путешественников во времени — так называемыми Стражами.

Доверие между старыми друзьями подвергается серьезному испытанию, когда Рамзи возвращается в убежище Джонс вместе с давним врагом, захваченным им в плен. Коулу и Джонс приходится решать, насколько далеко они готовы зайти ради получения ответов, которые им необходимы.

Рамзи и Коул отправляются в 2007 год, так до конца и не выяснив, является ли их новая миссия ловушкой или последним реальным шансом убить Свидетеля. Однако когда Коул узнает душераздирающую правду, он понимает, что их задание является и тем, и другим.

Джонс понимает, что время снова не на их стороне, и отправляет Дженнифер и Дикона в 1989 год, для того, чтобы украсть Слово — священный документ о жизни Свидетеля. Райли и Коул осознают, что им необходимо добраться до Слова раньше своих друзей, чтобы сохранить свой самый большой и опасный секрет.

Райли и Коул узнают, что в 1953 году произошло первое собрание Армии 12 обезьян, и отправляются туда. Для того чтобы попасть на него, им приходится просить помощи у агента Гейла.

Коулу и Райли необходимо принять невозможное решение. Джонс начинает испытывать подозрения по отношению к некоторым членам ее команды. Райли обращается за советом к близкому человеку из своего прошлого.

Коул и Райли скрываются от своих преследователей, перемещаясь из эпохи в эпоху. Друзья и враги встречаются в викторианском Лондоне в ожидании встречи со Свидетелем.

Коул и Райли наконец узнают драматичную историю жизни человека, который называет себя Свидетелем.

Коула и Райли со всех сторон окружают угрозы. Бывшие союзники борются друг с другом не на жизнь, а на смерть. Свидетель возвращается в Титан и встречается с собственной судьбой.

Кэсси изо всех сил пытается не дать Джонс умереть, и как оказывается — не напрасно, ведь когда Оливия выслеживает беглецов, именно Катарина предлагает спутникам действенный способ уйти от преследования.

Пути Рэйли и ее спутников расходятся, когда Кэсси, не желающая оставлять прошлое неизменным, получает возможность вернуться в 1971 год, чтобы отыскать и уничтожить Оливию.

1971 год. Касси, поначалу одержимая желанием избавиться от Оливии, пересматривает свое мнение после того, как узнает от девушки об обстоятельствах, толкнувших ее на путь скитаний.

Следуя наводке, Джеймс со спутницами отправляются в Монтану 1852 года, где обнаруживают отца Ханны, работающего на армию «12 обезьян» и оказавшегося разработчиком Титана.

Оливия отправляет Шоу на поиски оружия, обещая мужчине в обмен на выполнение задания вернуть так важные для него воспоминания. Тем временем Касси с Коулом переносятся в 1966 год для проверки зацепки и обнаруживают ту самую вещь, за которой начали охотиться не только они.

Команде приходится отправиться во Францию 1940 года, где на устраиваемом штурмбаннфюрером Фридрихом Вэшем балу единственный раз за историю появился нужный им артефакт.

Заполучив Джонс в заложницы, Оливия планирует выудить из глубин ее разума нужную информацию, для чего использует единственное слабое место женщины – ее дочь.

1491 год. Оливия вербует себе шпиона, призванного доносить ей о всех незнакомцах, как-либо связанных с опасным для нее оружием. Тем временем Дженнифер едва не становится жертвой агрессивно настроенных селян и заручается поддержкой незнакомки, оказавшейся одной из Первичных.

Видение Дженнифер дает Касси и остальным наводку на не посещенный ранее отрезок времени – день, предшествующий началу распространения чумы.

Пытаясь придумать, как предотвратить надвигающуюся катастрофу, Коул путешествует между временами, заручаясь поддержкой неожиданных союзников из прошлого, одновременно завершая незаконченные дела на случай, если ему не удастся остановить неизбежное.

Махинации Дженнифер со временем не только дают команде шанс на победу, но и возвращают им, казалось бы, навсегда потерянного товарища, оказавшегося незаменимым в намечающейся битве.