Peter entra in un negozio di antiquariato per acquistare una collanina d'argento per Etta: un Osservatore s'insospettisce e lo costringe alla fuga. Tornato a Harvard, assiste al recupero di un'altra videocassetta che conduce ad un binario sotterraneo della stazione di Newark Penn. La zona risulta essere controllata da Lealisti e Osservatori, così Walter decide di creare un diversivo con i reperti dei vecchi casi Fringe. Windmark intanto tortura un falso Lealista, che lavora in realtà per l'agente Broyles; messo alle strette, l'ex colonnello dell'FBI riesce ad informare Etta prima che gli Osservatori irrompano ad Harvard. La squadra Fringe "ambra" il laboratorio e si mette in marcia verso Newark Penn: si fa largo tra la sorveglianza e recupera il tubo contenente i progetti a cui si faceva riferimento nel nastro. Terminata la missione, Broyles decide di incontrare i vecchi amici, ma proprio in quel momento irrompono gli Osservatori e il gruppo si separa. La squadra Fringe viene stanata ed Etta viene uccisa da Windmark. La ragazza muore tra le braccia dei genitori, dopo aver attivato un dispositivo ad antimateria che cancella dallo spazio-tempo l'edificio in cui si trova, insieme ad alcuni nemici. Olivia recupera la collana di Etta con la pallottola che l'aveva a sua volta "uccisa": Peter fissa il vuoto, non riuscendo a perdonarsi di aver perso la figlia una seconda volta.