Земля, 2418 год. Эд Мёрсер становится свидетелем измены супруги в собственном доме. Год спустя, несмотря на все прошлые прегрешения, Эда назначают капитаном космического разведывательного корабля. Недолго думая, Эд устраивает на корабль первым пилотом своего старого друга Гордона Маллоя, известного своими безбашенными выходками. Вскоре капитан знакомится с остальной командой, состоящей из самых разных представителей внеземных цивилизаций, однако радость Мёрсера по поводу нового назначения меркнет, когда мужчина узнает, кого назначили на должность его старшего помощника. Впрочем, долго переживать по этому поводу Эду не приходится – ведь уже первое его задание оборачивается полным опасностей приключением.
Когда «Орвилл» получает сигнал бедствия с корабля, на котором по странному стечению обстоятельств оказываются родители Мерсера, Эд с Келли лично отправляются на судно. Так как Бортус незадолго до этого взял декретный отпуск, главной на корабле остается Алара Китан, которая оказывается совсем не готова к тому, что ее ждет. Да еще и командир со старпомом таинственно исчезают, и новоявленной главе космического судна остается принять несколько непростых решений, но прежде всего — справиться со своим страхом ответственности.
Столкнувшись с беспрецедентным случаем рождения ребенка-девочки, Бортус решает изменить ее пол, как обычно делают все жители его расы, однако сталкивается с нежеланием доктора и капитана идти ему навстречу. Тем не менее попытка Эда с командой переубедить макланина дать ребенку шанс самому выбрать свое будущее неожиданно приносит результаты. Однако чтобы отвоевать право девочки оставаться собой, экипажу «Орвилла» придется посетить родную планету Бортуса и предстать перед местным трибуналом.
Находясь на границе исследованной части космоса, экипаж «Орвилла» замечает гигантский дрейфующий корабль возрастом около 2000 лет, чей курс, как оказывается, лежит прямо на одну из звезд. Решив выяснить, что скрывается в глубинах неподвижного судна, Мерсер, Грейсон, Китан, доктор Финн и Айзек проникают внутрь. Там они сталкиваются с самодостаточной биосистемой и населением, не подозревающим, что их мир — это всего лишь корабль. Захотят ли местные жители, чтобы странные незнакомцы спасали их от невидимой угрозы?
Обнаружив потерпевший бедствие шахтерский корабль, застрявший на стремительно несущейся навстречу разрушению комете, Мерсер принимает решение сделать все возможное, чтобы спасти находящегося на борту капитана судна, которым оказывается настоящая красотка с темным прошлым. Несмотря на всеобщее очарование незнакомкой, Келли подозревает недоброе, и, как оказывается, не зря. Роковая блондинка — совсем не та, за кого себя выдает. К тому же она строит коварные планы на спасший ее космический корабль.
Пытаясь спасти от атаки криллов очередную беззащитную колонию, экипаж «Орвилла» получает неожиданный подарок в виде уцелевшего вражеского шаттла. Решив проникнуть на планету криллов и разузнать, на чем основана их религия и ненависть к человеческому роду, Эд с Гордоном, замаскированные под представителей враждебной расы, открывают для себя много нового и находят способ спасти планету, намеченную криллами на уничтожение. Однако верный ли способ для этого они выбрали?
Когда хороший друг Клэр по имени Льюис, занимающийся изучением похожей на Землю планеты, перестает выходить на связь, Эд отправляет Келли с отрядом на поиски ученого. На новой планете Джон ЛаМарр из-за невинной выходки попадает в беду, когда местное общество осуждает мужчину с помощью принятой здесь системы голосования. Перед Грейсон и остальными членами группы встает непростая задача — не только выяснить, что случилось с Льюисом и его коллегой, но и спасти члена команды, которому грозит нечто похуже заключения под стражу.
Поездка доктора Финн вместе с детьми на планету игр оказывается не самым удачным решением — из-за шалости неуправляемых мальчишек пилотируемый Айзеком корабль попадает во временную щель. Оказавшись за 1000 световых лет от места дислокации, он терпит крушение на одной из имеющих атмосферу лун неизвестной планеты. Клэр и Айзеку с детьми предстоит не только найти друг друга после крушения, но и умудриться не погибнуть от поразившей планету болезни и нападений оставшихся в живых представителей местного населения.
Мёрсеру поручают обеспечить на корабле площадку для независимой экспертизы артефакта, после чего его передадут на планету одной из двух вечно враждующих рас. Непростая ситуация обостряется после того, как выясняется, что ответственным за анализ древности археологом оказывается не кто иной, как бывший любовник Келли, Дарулио. По прибытии ученого на борт с Келли, а потом и с Эдом, начинают твориться странные вещи, в то время как оставленные без внимания послы конфликтующих сторон теряют терпение…
Когда внезапная боязнь огня не дает Аларе вовремя прийти на помощь попавшему под завал члену команды, девушка пытается выяснить, откуда взялась эта фобия. Борясь с угрызениями совести после смерти пострадавшего, она просит капитана об отставке. Однако вскоре у Китан появляются проблемы поважнее — на корабле начинают твориться необъяснимые и очень опасные вещи, которые становятся причинами гибели все большего количества людей. Возможно, только Аларе удастся спастись из превратившегося в ловушку «Орвилла».
Случайно заглянув в личное дело ЛаМарра, Келли обнаруживает, что уровень умений Джона значительно превышает его должностные полномочия. Грейсон делает все, чтобы дать мужчине шанс показать себя и при успехе занять освободившуюся должность главного инженера. Вскоре опасное стечение обстоятельств позволяет ЛаМарру воспользоваться подвернувшейся возможностью, в то время как Мёрсер узнает неприятные новости о своем назначении, что лишает его уверенности в себе как в капитане корабля. Чтобы доказать всем и в первую очередь самому себе, что он достоин руководить, Эд решается на рискованный поступок.
Отчаянно скучая, Эд начинает восстанавливать близкие отношения с Келли. «Орвилл» обнаруживает необычную планету, и Грейсон случайно вступает в контакт с ее местными жителями. Надеясь, что вмешательство было минимальным, члены экипажа возвращаются на корабль. Но когда планета исчезает и появляется вновь через одиннадцать дней, Мёрсер обнаруживает, что маленький инцидент, виновницей которого стала Келли, вылился в большую проблему. Экипажу придется исправлять содеянное своими силами.
«Орвилл» направляется на ежегодную церемонию на планете Моклус. Келли начинает отношения с Кассиусом, предпочтя его капитану. Проделки Маркуса и Джеймса не проходят незамеченными для взрослых. Китан отправляется на свидание вслепую.
Команда корабля наблюдает гибель планеты и пытается спасти горсточку ее жителей. Бортус и Клайден выясняют отношения после случая с их ребенком. Системы корабля поражает опасный вирус.
Алара сталкивается с проблемами здоровья из-за долгого пребывания на корабле. По совету врача она отправляется на родную планету, чтобы побыть с семьей и восстановиться. Там она сталкивается с недоброжелателями своего отца.
Капитан Мёрсер и лейтенант Тайлер решают обнародовать свои романтические отношения и отправиться в небольшое путешествие. Однако на пути их шаттл захватывают, и происходит много неожиданностей для Эда. Пока двое терпят бедствие, на корабле определяется заместитель капитана.
Команда получает новый сигнал и входит в контакт с цивилизацией, не достигшей уровня покорения космоса. Аборигены приветствуют их, но двое из членов команды оказываются неугодными из-за местных суеверий. Узнав о первопричине такого отношения, Джон предпринимает попытку спасения своих людей.
Клэр просит Айзека помочь с ее бумажной работой, в то время как Бортус отвлекает ее своими идеями об изменении внешности. Команда отправляется на сольный концерт Ти, после которого Клэр начинает испытывать теплые чувства к Айзеку. Несмотря на трудности взаимопонимания и предупреждения Келли, Клэр решает пригласить его на свидание. Такой встрече не суждено пройти гладко…
Корабль прибывает на планету, где предстоит небольшой ремонт. У Кейяли и местного инженера возникают теплые чувства, но есть одно препятствие – местные жители осуждают гетеросексуальные связи. Когда инженер таинственно исчезает, команда просматривает записи камер и видит размытую фигуру. Все улики указывают на Клайдена, но Кейяли сомневается в его виновности.
Когда Айзек теряет сознание и становится неактивен, «Орвилл» направляется на его родную планету, где его родичи сообщают, что отключение произошло из-за окончания миссии Айзека на корабле. Пока команда прощается с коллегой, Мёрсер и Грейсон пытаются уговорить местных жителей присоединиться к космической общественности. Но случайное открытие полностью переворачивает их представление о будущем союзе...
Огромный флот роботов приближается к Земле и собирается уничтожить все живое на ней. Запертые на эвакуационной палубе члены команды Орвилла находят способ сбежать, чтобы отправить экстренное сообщение на Землю и обратиться за помощью к другой расе. Предстоит великая битва между живыми и роботами – кто же победит?
Команда корабля готовится к переговорам с криллами, когда на посадочную платформу «Орвилла» падает спасательная капсула с корабля криллов. В беглецах быстро опознают старых знакомых Гордона, но зачем они объявились на корабле именно сейчас? Гордон пытается им помочь, но вынужден срочно предотвращать последствия, когда вскрываются истинные планы гостей.
Команда открывает капсулу времени из 2015 года, и обнаруживает среди вещей мобильный телефон молодой девушки. Компьютер корабля создает симуляцию жизни прошлого, и Гордон влюбляется в голос владелицы смартфона – у девушки настоящий талант к пению. Его чувства к симуляции заходят так далеко, что Гордон решает повлиять на программу и перестроить ее по своему желанию. Остальные члены команды исследуют другие находки.
После ремонта «Орвилл» подбирает на Моклусе инженера Торена и его компаньона Корика. Довольно быстро Бортус обнаруживает с ними «пассажира-зайца», а капитан Мерсер решает проверить их легенду. Они отправляются в женскую колонию Мокланов, где их ждет интересное открытие об этой расе. Команде предстоит разрешить многовековой спор.
Келли и Эд вспоминают свое самое первое свидание. Несчастный случай с машиной времени Айзека приводит на корабль версию Келли на семь лет моложе. Пока ЛаМарр ищет способ вернуть ее в правильное время, лейтенант Грэйсон пытается адаптироваться в новых условиях. Старшей версии Келли не нравится успех молодой девушки среди членов команды.
Год спустя последних событий кайлонцы победили Союз и захватили половину галактики, а Эд и Гордон выживают с помощью собирательства. Их обнаруживает Келли из другой временной линии, которой удалось восстановить команду, за исключением некоторых ее членов. Им предстоит трудоемкая работа, чтобы вернуть все на круги своя.
Битва с Кайланом не прошла бесследно — кораблю требуется восстановление и ремонт. В это время экипаж разбирается с Айзеком. Слова Маркуса сильно повлияли на него, и теперь вся команда пытается вернуть его к жизни. Благодаря ЛаМарру появляется шанс на спасение, но согласится ли Чарли поучаствовать?
Команде корабля предстоит договориться с Криллом о том, чтобы попасть в неизведанную космическую область. Во время своего путешествия корабль натыкается на станцию, которая уже много лет как вышла из строя. Но она не пустует, и некоторые члены экипажа оказываются заражены.
Команде предстоит встретиться с новым миром, развитие которого пока непостижимо. Экипаж столкнется с опасностями и даже смертями, и вскоре с помощью Таллы узнает причины произошедшего. К чему может привести бессмертие?
Перед командой корабля стоит важная миссия: они отправляются вместе с делегацией Союза на планету Крилла ради подписания договора. Но вскоре выясняется, что Телейя набирает популярность в своей предвыборной кампании, и экипажу придется на ходу менять план.
У Топа есть возможность заручиться помощью и поддержкой Келли в процессе поступления. Но Клайдену не нравится эта идея, что не может не расстраивать Топа. Он задумывается о своем происхождении и принимает решение об отмене операции. Кто-то остается на его стороне, но не все могут принять его выбор.
Корабль и те, кто прибывают вместе с ним, оказываются под атакой Кайлона. В результате своих действий Гордон перемещается в 2015 год и отказывается оставлять семью, несмотря на законодательство. Эд и Келли оставляют попытки его уговорить, но вскоре возвращают его, сомневаясь в правильности своих действий.
Когда-то попытка добавить чувств и ощущений в жизнь роботов привела к их восстанию. Сегодня герои пытаются уговорить сторонницу матриархата встать на сторону Союза и оказывают помощь доктору Виллка и Тиммису. Айзек на время обретает эмоции. Останется ли он с ними навсегда?
Топа отправляется вместе с Келли и Бортусом посмотреть на то, как мокланцы обращаются с женщинами. Хевина уговаривает Топу присоединиться к ней, но мокланцы подозревают неладное и захватывают Топу в плен. Чтобы ее освободить, Хевине придется переступить через себя, в чем ей поможет Долли Партон.
Согласно идее Чарли и Айзека, разработанное ими оружие поможет установить договоренность с Кайлоном. Поначалу все шло по плану, но вскоре Перри делает все по-своему и меняет ход событий. Начинается битва, и кому-то из экипажа придется пожертвовать собой во имя мира.
«Орвиллу» приходит сообщение от Лиселлы с просьбой о помощи. Действия Бортуса и Клайдена повлияли на Айзека, и он делает предложение Клэр. Пока команда готовится к торжеству, открываются истинные намерения Лиселлы. Но благодаря Келли она меняет свое решение, и вскоре экипаж отправляется на свадебную церемонию.