Fox Mulder (encargado de los Expedientes X desde 1990) es un agente especial del FBI fascinado por los sucesos paranormales y por el fenómeno ovni desde que su hermana desapareciera a los 8 años de edad. Después de estudiar psicología en Inglaterra ingresó al FBI en 1986 (habiendo terminado como el mejor de su promoción). En los Expedientes X –olvidados hasta que él da con ellos– descubre casos no resueltos de carácter grotesco: desapariciones y muertes inexplicables, avistamiento de ovnis, presencia de seres extraños... Cuenta con contactos en el Senado y con la ayuda ocasional de un trío de excéntricos expertos en informática y comunicaciones que se hacen llamar Los pistoleros solitarios. Por otro lado, está Dana Scully, joven agente con una prometedora carrera. Es doctora forense y descarta el carácter paranormal de los Expedientes X. Es una científica y por tal condición trata de encontrar a todo, una explicación válida. Si bien puede resultar extraño que la Dra. Scully trabaje en expedientes de estas características, el hecho es que es asignada por sus superiores del FBI al departamento con el pretexto de aportar validez científica a los casos investigados por Mulder; pero el objetivo oculto es desacreditar el trabajo realizado en los Expedientes X. Scully comienza a trabajar con Mulder en 1993. Por aquel tiempo, éste entra en contacto con un curioso informante: garganta profunda. Gracias a él, Mulder confirma sus sospechas de que existe una conspiración del Gobierno para ocultar evidencia de vida extraterrestre a la opinión pública. Los dos agentes comienzan a desatar el ovillo, a la par que se topan con casos que involucran a criaturas mutantes y actividad paranormal. Resolviendo estos casos, Dana y Fox van ganando confianza hasta llegar a tener una relación sentimental, aunque por la naturaleza de la serie se trata de un sutil amor platónico.36​ Ella empieza a creer un poco en lo inexplicable y a él no le sienta mal confrontar sus obsesiones con la dosis de ciencia de su compañera. Al poco tiempo forman ya un gran equipo.

Los expedientes X han sido cancelados. Esto provoca la separación de Mulder y Scully, que deberán acometer nuevos roles. Scully se encuentra dando clases en la academia del FBI, mientras que a su antiguo compañero se le asignan tareas de vigilancia. Aún así, Mulder está empeñado en destapar lo paranormal, con la ayuda del informante X y su nuevo compañero, el agente Alex Krycek. Sin embargo, no será él quien tenga más posibilidades de conseguir el tan ansiado encuentro con lo paranormal...

Fox Mulder está desparecido. Aunque gran parte del FBI se encuentra buscándolo, no hay nadie que lo esté haciendo con más insistencia que Dana Scully. Todo el mundo da por muerto a Mulder; pero Scully tiene una visión en la que Mulder aparece y está vivo. Lejos ya de su versión escéptica, la forense es la única que parece creer en encontrar al desaparecido doctor y, junto a él, retomar una búsqueda que contará con la ayuda del informante X y que, para Scully, es ya un asunto personal.

Fox Mulder y Dana Scully continuan resolviendo casos paranormales, mientras buscan una conexión con lo extrasemsorial, con todo aquello alejado de nuestro planeta. Sin embargo, la protección de estos asuntos por parte del Sindicato parece ser más fuerte que nunca, lo que aparentemente consigue lo que nadie pensaba que podría: un atisbo de duda en Mulder. El doctor comienza a replantearse la búsqueda de lo oculto por primera vez en su vida mientras, Scully, que ha tenido contacto directo con lo extrasensorial, sufre un efecto secundario inesperado.

Los casos deben esperar. Dana Scully se encuentra en un estado casi terminal. Tras la abducción por parte de los extraterrestres, se le ha detectado un cáncer a la forense. Su compañero, el doctor Fox Mulder ahora tiene una sola misión: conseguir una cura para Scully. Llegando a crear una identidad falsa, Mulder está dispuesto a hacer lo necesario para salvar la vida de su amiga en un viaje que le dará más detalles sobre la relación entre el FBI y el Sindicato; y que, de nuevo, probará su fe inquebrantable en lo paranormal.

El viaje a la Antártida y la investigación consiguiente por parte de Scully y Mulder no llevan el efecto deseado. Su historia no es creída y destituyen a ambos del cuerpo de Expedientes X. Sin embargo, a pesar de no compartir el mismo lugar de trabajo, ambos inspectores continuan investigando todo aquel suceso que se aleje de lo ordinario. Las vidas de Scully y Mulder cambiarán cuando, de pronto, una amenaza surja sobre el planeta y tan solo ellos dos sean los únicos que puedan afrontarla.

El inspector del FBI, Fox Mulder, se encuentra ingresado en una unidad de cuidados psiológicos, padeciendo unos extraños impulsos eléctricos. Dana Scully, mientras tanto, lucha por descifrar unos extraños símbolos que han aparecido en una nave espacial sumergida en plena Costa de Marfil. Scully debe darse prisa, pues los símbolos contienen la clave para solucionar el problema que Mulder padece y son la única forma de salvar al mismo. En esta temporada, los investigadores deberán luchar a contrarreloj contra un fenómeno que, cada vez, es más real.

Fox Mulder ha sido abducido. Tras estar tantos años investigando lo referente al campo paranormal; la interacción entre este ámbito y el doctor ya es un hecho. Mientras tanto, Scully sigue a la búsqueda de su desaparecido amigo pero, esta vez, no lo hará sola. Le acompañarán el líder de una fuerza especial del FBI, John Doggett, y la especialista en rituales criminales, Mónica Reyes. Scully deberá lidiar frente a todas estas complicaciones con los añadidos del inminente nacimiento de su bebé y una amenaza oculta que espera su momento para atacar.

El avistamiento de alienígenas ahora es una realidad. Tras conseguir escapar, por muy poco, de la amenaza de los extraterrestres al bebé de Scully, madre e hijo parecen estar aparentemente bien. Fox Mulder se ha tenido que ocultar ante la amenaza inminente. Por su parte, Scully se incorpora nuevamente a la academia del FBI. Los encargados ahora de los Expedientes X son el agente John Doggett y su compañera, Mónica Reyes. Con la ayuda de Mulder, los agentes prosiguen con el legado marcado por el propio Fox y Scully mientras lo oculto y el propio FBI planean impedirlo.

Los Expedientes X parecían haber acabado. Sin embargo, 14 años más tarde, hay indicios de nuevos sucesos relacionados con extraterrestres. Los inspectores Fox Mulder y Dana Scully vuelven a reunirse cuando el FBI recibe un testimonio de varias mujeres que aseguran, basándose en sus memoria fragmentada, la extracción de sus respectivos fetos tras una abducción. Los dos agentes, junto a Walter Skinner y varios viejos conocidos, abrirán de nuevo los expedientes referidos al mundo paranormal para afrontar esta renovada amenaza.

Dana Scully se despierta en un hospital y se da cuenta de que los eventos terroríficos presenciados al final de la temporada anterior no han sucedido aún, por lo que pueden evitarse. Aunque el equipo de investigadores es reacio a creer lo que Scully cuenta; su percepción cambia cuando el hijo de Scully, William, desaparece. Comienza así una búsqueda contrarreloj en la que el destino de William; el de los investigadores, y el del mundo entero están en juego.