美国行政司法官Jack Carter正在运送一个高危逃犯返回洛杉矶，这个逃犯竟然是……他自己的女儿Zoe！不巧的是，在漫长的押解途中，他迷路了。偏偏车子又出了毛病，父女俩猛然发现，他们正置身于一座古怪的小城，名叫Eureka。在这里，孩子们看起来都是天才，连汽车机修工也是美国航空航天局的前任工程师。 就在Jack等待车子修好时，一位当地小孩Brian Perkins突然失踪了，他立刻加入搜救行动。这个小男孩的失踪简直是不可思议，非常离奇古怪：他被一团烧掉了他父母旅行车後半截的神秘旋涡所吞没。Eureka愤世妒俗的警长Bill Cobb、副警长Jo Lupo以及来自国防部的特工Allison Blake都警告Jack不要插手干预此事，但生性好强的Jack不肯善罢甘休。不久，Jack发现了其他人全都疏忽掉的线索，并大胆推测失踪的孩子仍然躲藏在旅行车里。 这次事件让Jack赢得了本地人的尊重，但他却仍然得不到这个古怪小城更多的细节信息。另一次旋涡来袭，差点让Cobb警长送命，Blake不得不承认她需要Jack的帮助。她给Jack带来一份比书还厚的保密协议，叫他立即签署，随後把小城的秘密告诉了他。Eureka建立于第二次世界大战之後，是全国最杰出科学家的藏身地。小城的核心是高级研究中心，一座巨大的地下建筑，密布着各种奇异的研究项目和研究人员。Blake唯独不肯向Jack展示第五区，一支神秘的研究队伍正在那里为军方研制秘密武器。 尽管小城里智者云集，但是没有人知道究竟是什么导致了奇怪的旋涡，Jack关于"第五区卷入了此事"的怀疑也无法得到证实。当天夜里，另一次神秘的旋涡冲向正在用餐的人群，杀死了一个男人。危机仍在升级。 Jack、Blake和副警长Jo Lupp追寻干扰的源头，来到Perkins的住处。在那里，Brian惊慌失措的母亲告诉众人，她的丈夫将自己反锁在地下室里，正在不顾一切地修复一项绝密试验的重大错误。 Jack和Lupo冲破Perkins博士的实验室大门，发现了一座不停释放蓝色能量弧的环状仪器。这是一个超光速粒子加速器的原型机，用来制造超光速粒子。现在机器已经失控，不仅杀死了它的制造者，并且产生了灾难性的附作用：经典物理学法则全部失效！很快，小城就将变成一个巨大的旋涡，而整个星球最终将被撕碎。 尽管Jack对量子物理学是个门外汉，但他想着要保护自己的女儿，也只有他手里掌握着解决这个宇宙性灾难的关键。假如他能够成功，他可能会有一份新工作：为这个全国最古怪的小城当警长！