Al zo'n drie decennia is Dr. Sam Beckett door de ingang van het deeltjesgaspedaal gegaan en op mysterieuze wijze verdwenen. Vandaag de dag is er een nieuw team, onder leiding van wetenschapper Ben Song, samengesteld om het project nieuw leven in te blazen met als doel de raadsels rond de machine en zijn maker te ontcijferen. Nadat hij een ongeoorloofde sprong in het verleden heeft gemaakt, belandt Ben in een tijdlus. Hij wisselt tussen verschillende bestaansvormen en doorkruist verschillende tijdperken.