Šest mjeseci nakon Alphinog bijega, Echo uspijeva obrisati svih 36 osobnosti koje joj je bio utisnuo u um. Ballard se mora suočiti sa svojim osjećajima prema njoj. Smeta ga njen dugotrajni zadatak kao žene krupnog trgovca oružjem Martina Klara (Jamie Bamber), kojeg nije uspio uhvatiti dok je još radio za FBI. No, njezin otisak počinje blijediti, a drugi se počinju pojavljivati, što uzrokuje probleme s Klarom. Echo pomalo dostiže višu razinu samosvijesti, što zabrinjava ekipu iz Kuće lutaka.

Echo dobija otisak Emily Jordan, majke novorođenčeta, Jacka. Topher joj je utisnuo toliko snažnu osobnost da je počela dobijati i mlijeko. No, tu nastaju problemi jer Emily, vidjevši sliku supruga Nathana (Kristoffer Polah) s drugom ženom, počinje biti ljubomorna i misliti da je on vara. Na kraju ispada da je žena na slici zapravo bebina biološka majka, koja je umrla na porodu i osoba čiji otisak nosi Echo. Nathan pokušava prekinuti ugovor, a Echo, duboko povezana s Jackom, to doživljava kao pokušaj ubojstva.

Echo je iznajmljena od fakultetskog profesora (Arye Gross) kao mlada seksi studentica Kiki, a Terry Karrens (Joe Sikora), nećak osnivača korporacije Rossum, Bradleya Karrensa (Michael Hogan), je pregažen i u dubokoj je komi. Nakon mapiranja mozga, u pokušaju izliječenja, Topher otkriva da je Terry ili serijski ubojica ili će to tek postati, a Bradley priznaje da želi oživiti Terryija kako bi spasio njegovu posljednju žrtvu. U Victora je utisnuta njegova ličnosti i Ballard ga pokušava ispitati. Bradley ga pušta na slobodu i Terry/Victor kreće u smrtonosnu misiju.

Sierra is forced to face her past as her connection to the Rossum Corporation leads to obsession and murder.

When Senator Perrin makes his stand against the Rossum Corporation, Echo attempts to stop his expose. Adelle, and Topher begin to see what they are up against in the rival of Washington DC.

Echo and Bennett have a shocking meeting as Adelle goes head-to-head with the ruthless head of the DC Dollhouse. Topher sees double when he must involve Victor in his espionage. Perrin finds a surprising witness to testify against the Rossum Corporation, but find he may be living in a house of cards.

After her entanglements with Senator Perrin and the DC Dollhouse, Echo finds herself out in the world-at-large as she struggles to control her multiple memory downloads. Topher discovers the dangers of science that will have devastating effects on the future, while Adelle engages in a power struggle with Harding.

Victorov ugovor s Kućom lutaka ističe i vraćaju mu njegovu originalnu osobnost Anthony Ceccolija, bivšeg vojnika koji se liječio od PTSP-a. Rossum ga iznajmljuje i stavlja u tim savršenih vojnika, kojima je usađen svojevrsni radio signal, koji im omogućava da si čitaju misli i djeluju u savršenom skladu. Echo i Priya kreću osloboditi Anthonyja, a njegova ljubav prema Priyi pomaže mu da se othrva mentalnoj kontroli. Ipak njihova akcija i pokušaj spašavanja završava tako da svo troje završe na zloglasnom tavanu Kuće lutaka.

Echo, Priya i Anthony drže na zloglasnom tavanu Kuće lutaka u stanju stalnog sna u koji su otisnute noćne more. Echo savladava svoje strahove i sukobljava se s virtualnim protivnicima u svom transu, boreći se protiv tajanstvenog Arcanea, za kojeg se pokaže da se u stvari iza toga lika krije Clyde Randolph, suosnivač Rossuma, kojeg su na prevaru odveli na tavan.

Otisak originalnog Carolineinog uma je nestao. Adelle otima Bennetta Halversona kako bi pomogla Topheru popraviti Carolinein pričuvni otisak, koji je Alpha oštetio pri bijegu. Serija nasumičnih slika ukazuje da je Caroline bila član pokreta otpora, koji se borio protiv Rossuma, te da je Boyd bio u vezi s dr. Claire Saunders koja se, na njegov zahtjev, vraća u Kuću lutaka. Povratak Carolinine originalne ličnosti otkriva originalne osnivače Kuće lutaka i njihove mračne namjere.

Grupa odmetnutih agenata odlazi u Tucson kako bi srušili Rossum, a Boyd pokušava osjetiti akciju drogirajući Echo i na prevaru natjera Tophera da završi svoj uređaj za daljinsko brisanje i otiskivanje. Anthony i Priya, koji su pobjegli kako bi proveli zadnju noć zajedno, odlaze u Kuću lutaka i otkrivaju kako ih je Boyd cijelo vrijeme varao, govoreći kako ih voli kao da su njegova obitelj. Počinje konačni obračun Echo i Boyda.

Echo i njezin tim spašavaju Tophera i ostatak agenata Kuće lutaka. Probijaju se kroz Los Angeles, koji se pretvorio u ratnu zonu, boreći se protiv bezumnih ubojica. Paul Ballard pogiba, a Echo doživljava slom. I dok Tony i Priya raspravljaju o razlozima zašto više nisu skupa, Alpha preuzima Kuću lutaka i koristi je kao utočište za izbrisane osobnosti. Priya otkriva da je dječak zvan T zapravo njen sin, ali joj je sjećanje na taj događaj izbrisano. U procesu čišćenja, Tony, Z i Priya se ponovno sastaju i počinju živjeti kao prava obitelj. Echo utiskuje Paulovu osobnost i kreće u inducirani san u svojoj staroj kapsuli, nadajući se životu s Paulom na drugoj razini svijesti.