Caprica, 58 Jahre vor dem Untergang der zwölf Kolonien. Der Mega-Konzern Graystone unter der Leitung von Daniel Graystone (Eric Stoltz) steht an vorderster Front bei der Entwicklung künstlicher Intelligenz, interaktiver Unterhaltung, aber auch bei der Kriegstechnologie. Als seine Tochter bei einem Terroranschlag ums Leben kommt, entdeckt er eine lebensechte "Kopie" in einer virtuellen Welt, die diese vor ihrem Tode stark frequentiert hat. Daniel setzt alles daran, sie wieder in seine Welt zurück zu bringen und experimentiert dabei mit seiner neuesten technischen Entwicklung - einem Kampfroboter unter dem Namen "Zylon".

Vancouver 2077: Acht Mitglieder der skrupellos-anarchistischen Terrorgruppe "Liber8" stehen unmittelbar vor ihrer Hinrichtung. Doch durch einen Zeitsprung entkommen die selbsternannten Revolutionäre in das Jahr 2012. Unfreiwillig wird auch die Polizistin Kiera Cameron in die Zeitreise hineingezogen. Im Vancouver der Gegenwart, ist Kiera auf sich allein gestellt. Ihre wichtigste Waffe, eine multifunktionale zweite Haut, die auch als Kommunikationsinstrument dient, wurde beim Zeitsprung schwer beschädigt. Um die acht entflohenen Verbrecher wieder einzufangen, schleust sich Kiera in das Police Department ein. Dort wird der erfahrene Ermittler Carlos Fonnegra zu ihrem wichtigsten Partner. Viel Zeit bleibt den beiden jedoch nicht, denn die Terroristen aus der Zukunft sind bereits dabei, den Lauf der Geschichte entscheidend zu verändern.