Zwei Agenten mit sehr unterschiedlichem Hintergrund tun sich zusammen, um Fälle zu lösen, die das FBI als X-Akten bezeichnet und die paranormale oder unerklärliche Phänomene betreffen. Beide sind entschlossen, verborgene Wahrheiten aufzudecken - der eine auf der Suche nach jenseitigen Antworten, der andere nach eher erdgebundenen wissenschaftlichen Erklärungen. Gemeinsam werden sie Entdeckungen machen, die sich keiner von ihnen je hätte vorstellen können.

Die X-Akten wurden geschlossen und Mulder und Scully wurden getrennt. Scully unterrichtet an der FBI-Akademie in Quantico, Virginia, während Mulder zur Überwachung abkommandiert wird. Mit Agent Alex Krycek als neuem Partner und dem mysteriösen X als neuer Informationsquelle kämpft Mulder darum, seine Suche nach der Wahrheit am Leben zu erhalten. Doch ironischerweise ist es Scully, die die von Mulder ersehnte Begegnung erlebt und eine Reise antritt, die die beiden Agenten schließlich wieder zusammenführt und ein Band schmiedet, das sie einander näher bringt als je zuvor.

Mulder wird vermisst und für tot gehalten ... obwohl Scully eine Vision hat, in der er noch am Leben ist. Doch selbst als sie wieder vereint sind, muss jeder von ihnen einen zusätzlichen persönlichen Verlust verkraften, Tragödien, die letztendlich dazu dienen, ihre Verbindung zueinander zu stärken. Und schon bald sind sie auf diese Stärke angewiesen, als vertraute Feinde wieder auftauchen und vorgefasste Meinungen erschüttert werden.

Die prophetischen Worte des außerirdischen Kopfgeldjägers ziehen sich durch die gesamte vierte Staffel, beginnend mit dem Beinahe-Tod von Mulders Mutter und dem Mord an dem mysteriösen X. Selbst die Rückkehr von Alex Krycek und das außerirdische schwarze Öl werden von Scullys Krebserkrankung überschattet. Dann führt das tragische Wiederauftauchen von Max Fenig zum Tod eines FBI-Mitarbeiters. Doch selbst als diese Ereignisse Mulders Glauben an eine wachsende Verschwörung stärken, stürzt ihn eine verblüffende Wahrheit, die Scully enthüllt, in eine Glaubenskrise, die sich als sein endgültiges Verhängnis erweisen könnte.

Selbst als Scullys genetisch veränderte DNA sie an den Rand des Todes bringt, hilft der Regierungsagent Michael Kritschgau Mulder bei der Suche nach einem Heilmittel, auch um seine eigene Beteiligung an der Entführung der Außerirdischen zu sühnen. Scullys DNA kommt wieder einmal ins Spiel, als sie entdeckt, dass sie die Mutter eines kleinen Mädchens namens Emily ist, ein Vorfall, der nur mit ihrer Entführung Jahre zuvor zusammenhängen kann. Doch am Ende ist es ein Junge namens Gibson Praise, dessen Körper den genetischen Beweis für die Verwandtschaft des Menschen mit einer außerirdischen Rasse enthalten könnte - und der vielleicht den Schlüssel zur Entschlüsselung der Geheimnisse der X-Akten in der Hand hält.

Als eine terroristische Bombe ein Gebäude in Dallas zerstört, werden die texanischen FBI-Agenten Fox Mulder und Dana Scully in eine gefährliche Verschwörung hineingezogen, die alles übertrifft, was sie je erlebt haben. Mit der zweifelhaften Hilfe eines paranoiden Arztes riskieren Mulder und Scully ihre Karriere und ihr Leben, um einen tödlichen Virus aufzuspüren, der möglicherweise außerirdischen Ursprungs ist - und alles Leben auf der Erde vernichten könnte.

Während Mulder in einer neurologischen Abteilung liegt und sein Gehirn von einem tödlichen Ansturm elektrischer Impulse angegriffen wird, kämpft Scully darum, die seltsamen Symbole auf einem Raumschiff zu entziffern, das vor der westafrikanischen Elfenbeinküste unter Wasser gefunden wurde. Doch die Verbindung zwischen diesen beiden Phänomenen ist nur die erste von vielen Herausforderungen, denen sich die Agenten stellen müssen. Denn sie stehen vor einer Zeit des Abschlusses und einer Zeit des Neubeginns. Für Mulder ist es der Tod seiner Mutter und von Diana Fowley und das Ende seiner Suche nach seiner entführten Schwester Samantha. Für Scully ist es eine Zeit, in der sie sich ihren eigenen persönlichen Dämonen stellen muss, darunter die Rückkehr des Todesfetischisten Donnie Pfaster. Doch gerade als Scully vor dem ultimativen Neuanfang steht, ereignet sich der ultimative Horror - die Entführung von Mulder.

Nach Mulders Verschwinden kehrt Scully zum FBI-Hauptquartier zurück und findet dort Special Agent John Doggett vor, der eine Fahndung nach ihrem Partner einleitet. Da Scully und Skinner wissen, dass sich diese Art der Suche als aussichtslos erweisen wird, wenden sie sich an die Lone Gunmen, in der Hoffnung, Informationen über weitere UFO-Aktivitäten zur Zeit von Mulders Verschwinden zu erhalten. Obwohl diese Informationen sie zu Gibson Praise führen, ist der Mann, der Gibson begleitet und der Mulder zu sein scheint, in Wirklichkeit ein außerirdischer Kopfgeldjäger. Schließlich wird Agent Doggett klar, dass Mulder nicht so leicht zu finden sein wird, und er wird offiziell den X-Akten zugeteilt. Nach allem, was sie mit Mulder durchgemacht hat, ist Scully nun "die Gläubige" und muss einen Weg finden, mit "dem Skeptiker" John Doggett zusammenzuarbeiten.

In dem Bewusstsein, dass seine Anwesenheit Scully und William nur in Gefahr bringt, verschwindet Mulder wieder einmal - aber wenigstens ist es dieses Mal seine eigene Entscheidung. Ein frustrierter Agent Doggett versucht, Mulder zu finden, damit er seine Ermittlungen gegen den stellvertretenden Direktor Kersh fortsetzen kann, aber Scully und Skinner überzeugen ihn schließlich, den Fall fallen zu lassen. Doch selbst als Scully Agent Doggett und Agent Reyes bei einigen ihrer Fälle hilft, merkt sie, dass William immer noch in Gefahr ist. Als sie erfährt, dass eine religiöse Sekte ihren Sohn töten will, wendet sie sich an die Lone Gunmen. Doch auch sie können nicht verhindern, dass William entführt wird, was Scully zu einer schmerzhaften Entscheidung zwingt. Doch selbst in ihrer dunkelsten Stunde erhält sie die Nachricht, dass Mulder gefunden wurde - und wegen des Mordes an einem Mann, der nicht sterben kann, in einer Militärhaftanstalt festgehalten wird.