Un accidente de coche lleva al teniente Jack Carter y a su hija Zoe al extraño pueblo de Eureka. Carter pronto descubrirá el secreto que oculta este peculiar lugar, por lo que se verá obligado a quedarse a vivir allí como nuevo sheriff. Mientras intenta recomponer la relación con su hija, poco a poco desarrolla una amistad con Allison Blake, una de las residentes más excéntricas de Eureka. ureka se creó después de la 2ª Guerra Mundial, tras las bombas de Hiroshima y Nagasaki. Quedó entonces patente que el papel de la ciencia y la tecnología podía tener consecuencias catastróficas para nuestro mundo. La raza humana estuvo a punto de perecer… y América no podía permitirse que un riesgo así volviera a presentarse. Con la ayuda de Albert Einstein y otros consejeros de su confianza, el Presidente Harry S. Truman proyectó la construcción de una ciudad altamente secreta, en una zona remota del Pacífico Noroeste que serviría para proteger al mundo y también para estimular el ingenio de las mentes más privilegiadas de América. Allí, Einstein y sus colaboradores esperaban que los genios pudieran vivir y trabajar en armonía, ayudándose unos a otros. En Eureka se hallan los más grandes pensadores y los super-genios de la nación que trabajan en la próxima era de logros científicos. Así nació la ciudad de Eureka, que es todo menos normal (a pesar de su apariencia apacible). El estereotipo de profesor despistado existe por una razón, y muchos de los grandes avances de la ciencia y la tecnología en los últimos 50 años los produjeron los investigadores de Eureka. Por desgracia, algunos experimentos fallidos o debidos a algún descuido tuvieron como resultado algunos sub-productos bastante peculiares. Eureka se creó a imagen y semejanza de las ciudades más idílicas de Estados Unidos, con la diferencia que Eureka jamás aparecerá en los mapas … al menos en ningún mapa no clasificado “top secret” por el Pentágono.

Spencer (Shayn Solberg), Taggart y unos cuantos chicos más se reúnen para ver una película de cine en la caravana pero los vecinos llaman al sheriff dado que tienen la música muy alta y cuando Jo llega para hacerles bajar el volumen se los encuentra alucinados frente a la pantalla viendo "Vinieron a conquistarnos", una película sobre alienígenas que se estrena una semana después y que ellos han conseguido pirateando la señal. Cuando todos se despiden y regresan a sus casas tras finalizar el film Spencer decide ver de nuevo la película, pero algo raro ocurre ya que el chico desaparece en la que supuestamente es una abducción alienígena. Allison acude a ver a Nathan Stark que se encuentra tratando de cuadrar el presupuesto para que el congreso no los deje sin fondos. El congresista Arnold Faraday (Garwin Sanford) que visita Eureka ya ha llegado y quiere ver un presupuesto preliminar y una prueba del PX-319 en pocas horas por lo que Stark está saturado de trabajo. El congresista Faraday es miembro del comité responsable de la fundación del extraño pueblo pero mantiene muy buenas relaciones con Stark ya que este le llamó narcisista delante del comité de presupuestos de defensa.

Allison acude a la oficina de Jack a buscarlo ya que no ha ido a pasar su reconocimiento médico y sin el Global no puede asegurarle. Es la tercera vez que lo pospone y Allison ya está mosqueada por lo que él le explica que no quiere tentar a la suerte por lo que ella quiere reconocerlo allí mismo. Pero la suerte se alía con el sheriff ya que en la oficina Jo recibe una llamada del doctor Carl Carlson (Saul Rubinek) y esta sirve de excusa a Jack para irse de allí. Carlson es una persona ajena a todo el mundo ya que tiene miedo a contagios y contactos con la gente y está siendo tratado por Beverly que le asegura que Jack le llevará al trabajo ya que está muy nervioso y es un día importante para él, que es un investigador pionero en el campo de la regeneración celular. Nathan Stark tras un incidente en uno de los experimentos opta por echar a Carlson por lo que este al quedarse sin empleo y sin hogar es recogido por el sheriff que siente lástima por el investigador. Pero Carlson encontrará, sin querer, un extraño y peligroso artificio escondido por Nathan Stark.

La "apacible" vida de Eureka se ve alterada por un accidente, en el que Jack vuelca todas sus energías para resolver los numerosos cabos sueltos. Jack recibe la llamada de Jo que le avisa de un accidente con fuga cuando acaba de dejar a su hija en el colegio, al llegar al lugar Jo le informa que la víctima asegura que algo invisible que iba a pie la ha golpeado: Lo cierto es que la mujer está sobria y el golpe en su coche ha sido tremendo. Algo más tarde Jack encuentra un cadáver destrozado y descubren que se trataba de un investigador de Global Dynamics. Mientras, Stark empieza a no poder soportar la presión a la que está sometido su último proyecto, un escudo antimisiles, debido a que no es capaz de cumplir los plazos de entrega.

La tecnología cobrará protagonismo con los inventos de Fargo. En esta ocasión, el joven inventa un artefacto mental que reduce la diferencia entre los ordenadores y el cerebro humano. Por su parte, Allison intenta romper con su anterior vida y decide entregar a Stark los papeles del divorcio para que los firme.

Los habitantes de la población empiezan a comportarse de manera extraña, excepto el sheriff y su hija. Ambos deberán averiguar las razones. Mientras, Stark toma una decisión crucial para el futuro del mundo.

El programa informático que regula la casa de Jack Carter, S.A.R.A.H, le toma a él y a otros habitantes del pueblo como rehenes para impedir que el sheriff abandone el pueblo. Mientras, el programa B.R.A.D se activa y pone a todos en peligro.

El magnate local y responsable de la producción local de inventos, Stark, decide que es hora de probar un nuevo invento secreto, una máquina del tiempo. Esto hace que la tranquila población de Eureka viaje hasta el año 2010, y lo que se encuentran sus habitantes no parece excesivamente halagüeño, ya que el pueblo ha cambiado sustancialmente.

Un hombre, inexplicablemente comienza a arder. Carter y Deacon intentan volver a climatizarse al lugar en el tiempo que recuperaron.

Eureka se enfrenta a una amenaza del espacio cuando deshechos espaciales se acumulan en una enorme nube sobre la ciudad.

El sistema de aire acondicionado de Eureka tiene una avería, lo que causa una serie de situaciones de alta tensión sexual hacia Carter.

Carter y Stark unen sus fuerzas para salvar al hijo de Allison, Kevin, y frustran la firme propagación de de un virus agresivo.

Tess desea que su primer día como persona al cargo de Global Dynamics sea tranquilo, pero la llegada de un núcleo de hielo Ártico trae una nueva edad de hielo a Eureka.

Los planes de Zoe y de Carter de volver a casa por vacaciones son interrumpidos en la frontera de Eureka, donde descubren que el campo electromagnético que rodea la ciudad está dañado. Mientras tanto, en la fiesta navideña de Global Dynamics, todo el mundo se pregunta la identidad del Santa secreto de Eureka. Los asistentes, se alarman al descubrir que la longitud de sus brazos se ha acortado considerablemente, hecho que coincide con la aparición de un hombre enfundado en un traje rojo. Este episodio es un especial navideño que pone fin a la cuarta temporada de la serie de ciencia ficción.

Grace abraza un honor que tensa su relación con Henry mientras que el diputado Andy se convierte en un conejillo de indias accidental para la misión Astraeus, con resultados catastróficos.

Horas antes del lanzamiento de la misión Titán, Eureka lucha con agujeros negros y, habiendo decidido quién se quedará y quién se irá, despedidas.

El sheriff Carter y Allison Blake están planeando en secreto la sorpresa perfecta para sus hijos durante las vacaciones, pero una misteriosa ola de colores caleidoscópicos se estrella sobre Eureka, dejando a toda la ciudad y sus habitantes animados.

Los agujeros de gusano causan problemas el día de mudanza. ¿O es el día de mudanza el que está causando problemas con los agujeros de gusano? Mientras Jack intenta arreglar los agujeros de gusano, Fargo está decidido a hacer algo sobre el día de mudanza.

Tess desea que su primer día como persona al cargo de Global Dynamics sea tranquilo, pero la llegada de un núcleo de hielo Ártico trae una nueva edad de hielo a Eureka.

Los planes de Zoe y de Carter de volver a casa por vacaciones son interrumpidos en la frontera de Eureka, donde descubren que el campo electromagnético que rodea la ciudad está dañado. Mientras tanto, en la fiesta navideña de Global Dynamics, todo el mundo se pregunta la identidad del Santa secreto de Eureka. Los asistentes, se alarman al descubrir que la longitud de sus brazos se ha acortado considerablemente, hecho que coincide con la aparición de un hombre enfundado en un traje rojo. Este episodio es un especial navideño que pone fin a la cuarta temporada de la serie de ciencia ficción.

El sistema de aire acondicionado de Eureka tiene una avería, lo que causa una serie de situaciones de alta tensión sexual hacia Carter.

La tecnología cobrará protagonismo con los inventos de Fargo. En esta ocasión, el joven inventa un artefacto mental que reduce la diferencia entre los ordenadores y el cerebro humano. Por su parte, Allison intenta romper con su anterior vida y decide entregar a Stark los papeles del divorcio para que los firme.

Los habitantes de la población empiezan a comportarse de manera extraña, excepto el sheriff y su hija. Ambos deberán averiguar las razones. Mientras, Stark toma una decisión crucial para el futuro del mundo.

El sheriff Carter y Allison Blake están planeando en secreto la sorpresa perfecta para sus hijos durante las vacaciones, pero una misteriosa ola de colores caleidoscópicos se estrella sobre Eureka, dejando a toda la ciudad y sus habitantes animados.

El programa informático que regula la casa de Jack Carter, S.A.R.A.H, le toma a él y a otros habitantes del pueblo como rehenes para impedir que el sheriff abandone el pueblo. Mientras, el programa B.R.A.D se activa y pone a todos en peligro.

Grace abraza un honor que tensa su relación con Henry mientras que el diputado Andy se convierte en un conejillo de indias accidental para la misión Astraeus, con resultados catastróficos.

Carter y Stark unen sus fuerzas para salvar al hijo de Allison, Kevin, y frustran la firme propagación de de un virus agresivo.

Los agujeros de gusano causan problemas el día de mudanza. ¿O es el día de mudanza el que está causando problemas con los agujeros de gusano? Mientras Jack intenta arreglar los agujeros de gusano, Fargo está decidido a hacer algo sobre el día de mudanza.