Molly Woods, de retour sur Terre, a bien du mal à retrouver une routine après avoir passé 13 mois seule dans l'espace. Elle découvre qu'elle est enceinte alors qu'elle est censée être stérile. Molly cache à ses supérieurs un évènement qui a eu lieu alors qu'elle était dans l'espace mais également sa mystérieuse grossesse. De son côté, le mari de Molly, John Woods présente à de probables investisseurs son fils Ethan, premier prototype d' " Humanichs " (" robots humains "), dont il aimerait créer une lignée. Le directeur de Molly, M. Sparks, demande à Hideki Yasumoto de subventionner le projet de John Woods afin de se rapprocher de sa famille et, de ce fait, de surveiller sa femme Molly.

Molly commence à avoir des douleurs au ventre et va même jusqu'à s'écrouler. Elle annonce à Sam Barton, son amie et docteur, que Harmon Kryger, censé s'être suicidé, est en vérité en vie. Sam lui annonce alors que l'anomalie détectée dans le scanner cérébral de Harmon, sorte de neurovirus, est identique à celle qu'a Molly.

Ethan intègre une nouvelle école où certains parents d'élèves ont du mal à accepter le garçon androïde, craignant pour leurs enfants. Alan Sparks annonce à Molly que sa grossesse est due à des expérimentations médicales pratiquées sur les astronautes, ce dont Sam Barton doute. Lors de sa soirée d'anniversaire, Molly retrouve le frère de Marcus, Tim, mais lorsqu'elle comprend qu'il s'agit d'une nouvelle hallucination, elle accepte d'être admise au centre médical de l'ISEA.

Molly a réussi à s'échapper avant d'être placée en quarantaine et s'est enfuie avec son mari et son fils chez son père, Quinn. Sparks et Yasumoto détiennent Sam et prennent la décision d'enlever Molly ; l'embryon qu'ils ont réussi à lui implanter lors de sa mission dans l'espace étant la clé de leurs recherches scientifiques.

Molly et Ethan sont retrouvés inanimés dans les bois. Tandis que l'humanoïde endommagé est plongé dans le coma, Molly a subi une intervention chirurgicale et toutes les traces de sa grossesse ont disparu. Pour prouver à John qu'elle était réellement enceinte, Molly se tourne vers Sam qui, victime de chantage, nie et évoque son état paranoïaque... Pendant ce temps, les équipes de Yasumoto suivent l'évolution du foetus prélevé dans le ventre de l'astronaute.

Molly découvre des images susceptibles de révéler la véritable raison pour laquelle l'ISEA l'a choisie pour la mission solo. Alors qu'il n'a pas été programmé pour, Ethan fait un cauchemar et dessine le même symbole vu dans son rêve et sur le ventre de sa mère lorsqu'elle était enceinte.

Molly poursuit son enquête et découvre que la propre fille de Sparks était également enceinte lors de la mission spatiale Aruna, ayant entraîné la mort de l'équipage. Gordon Kern retient Kryger prisonnier pour récupérer la vidéo volée de cette mission. Par ailleurs, Ethan reprend l'école et dévoile des progrès surprenants et totalement imprévus.

Molly apprend que son bébé est encore en vie et s'allie avec Kryger et Kern pour retrouver l'entité avant qu'elle ne soit déplacée par Sparks et Yasumoto. Inquiet par l'indépendance accrue dont fait preuve Ethan, John envisage de ralentir le développement de son enfant androïde, contre l'avis de Julie.

Six mois se sont écoulés depuis les derniers événements et suite à l'enlèvement de son fils humanix Ethan, et aux décès de son mari John et même de son fils hybride, Molly est internée dans un hôpital psychiatrique. Elle apprend la mort étrange de plusieurs femmes dont les circonstances ressemblent à ce qui s'est passé dans l'espace. Elle parvient à s'enfuir de l'asile pour enquêter et son chemin croise celui de Richter, un policier déterminé à tout faire pour résoudre ces morts inhabituelles.

Woods et Richter découvrent une autre femme enceinte avec les mêmes symptômes inexplicables, mais surtout mortels. Ethan, lui, a été confié à Julie qui travaille sur un modèle d'humanix pour les militaires. Quant au fils hybride de Molly, il est en fait bien vivant mais elle ne le sait pas encore.

Julie efface les souvenirs qu'Ethan avait de ses parents et accepte de faire des compromis sur les valeurs éthiques du nouvel humanix, Lucy, créé à des fins militaires. Molly apprend que son fils hybride Adhu est toujours en vie et a déjà atteint la trentaine. il semble qu'il soit à l'origine du décès de nombreuses femmes aux grossesses accélérées. Elle accepte alors de collaborer avec la Sécurité Intérieure.

Molly participe à la cartographie de l'ADN hybride dans le but de fabriquer un virus qui détruira l'espèce extra-terrestre. Ethan se souvient de Molly malgré sa mémoire effacée et décide de la retrouver, encouragé par Lucy qui le pousse à transgresser les règles.

Lucy est maintenant opérationnelle et attend la localisation de ses cibles, les hybrides. Molly se bat pour récupérer la garde d'Ethan, qui sera arbitrée par Fiona Stanton, chef de la Sécurité Intérieure. JD enquête sur les circonstances étranges de la mort de John Woods.

D'après son ADN en triple hélice, Molly comprend qu'elle porte en elle, depuis sa grossesse, une partie du génome extra-terrestre. Satisfaite des performances de Lucy contre les hybrides, Anna Schaefer demande à Julie de créer de nouveaux humanix sur le même modèle.

Convaincue par Adhu des intentions pacifistes des hybrides, Molly tente de convaincre Tobias qu'une coexistence est possible avec les humains. En découvrant que les femmes ayant porté des grossesses hybrides voient leur ADN évoluer.

Réfugiés dans le camp des hybrides, Molly et JD font face à une attaque des humanix, qui libèrent le virus mortel. Gravement endommagée, Lucy doit être réparée mais Julie et Charlie estiment qu'il faut entièrement la reprogrammer pour limiter son libre arbitre. Adhu, lui, est profondément atteint par le virus, et Molly commence à en ressentir les effets.