位于极地的北极生物系统研究基地爆发神秘病毒，造成三人感染、两人死亡的惨剧。为了查明病毒的成因，防止其他一百多名来自各国的科学家遇险，美国疾病防疫控制中心在军方的要求下，派出了艾伦·法拉格特（比利·坎贝尔 Billy Campbell 饰）、茱莉亚·沃克（凯拉·扎戈斯基 Kyra Zagorsky 饰）、莎拉·乔丹（乔丹·海耶斯 Jordan Hayes 饰）与多琳·博伊尔（凯瑟琳·勒米厄 Catherine Lemieux 饰）等四名精英飞往北极。三人中的幸存者彼得（尼尔·纳皮尔 Neil Napier 饰）是艾伦的哥哥，当年因一桩荒唐事导致弟弟和妻子茱莉亚离婚。一行人虽然受到畑博士（真田广之 饰）的热情接待，但基地内似乎隐藏着不可告人的秘密。 Syfy宣布《双螺旋》获得第二季13集续订的消息。