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陨落星辰
第二独立团在归途上跋涉了二十三天，终于回到查尔斯顿。然而庆祝的余温尚未散去，艾士芬尼便发动了突袭。这一次敌人带来了全新的武器——矗立在金属方尖碑之间的能量屏障，将第二独立团生生撕裂。混乱中，梅森一家人各自失散。四个月后，汤姆被单独关押在一座外星人集中营里。他利用一切机会摸清营地的布防和突击者的巡逻规律。马特被送进了外星人的“再教育营”，被迫负责管束同组的孩子服从规矩。本在中国城醒来后对周围的一切充满戒备，直到他见到了已经长大的莱克西。安妮带领着残存的第二独立团成员伏击了一支外星运输队，却在卡车里发现了被掳走的孩子。她得知这些孩子根本不知道莱克西是谁，便下定决心朝着卡车驶去的方向追踪。集中营里，哈尔和波普为了争夺一台发电机几乎动手。汤姆秘密联系上了科奇斯，得知沃尔姆主力已经撤离地球，只留下几支侦察小队，而艾士芬尼在全球各地都建立了同样的集中营。科奇斯认为人类正面临灭绝，汤姆请求他帮忙寻找安妮、本、马特和莱克西。集中营上空的外星飞船里，一个霸主发出通牒：交出那个被称为“义警”的人，否则营地里所有人都会被处决。
汤姆和韦弗从单独禁闭中被释放，一个霸主借着一个戴着背甲的孩子之口向所有囚犯宣布：除非交出义警，否则食物供应即刻中断。安妮和她的队伍抓住了一只突击者，从它那里得知艾士芬尼打算把被掳走的孩子当作混血实验品。在中国城，本从卡达尔博士口中得知莱克西可能命不久矣，而卢尔德斯一直在阻挠任何人帮助她。本找到莱克西，劝她跟自己走。集中营里，汤姆和哈尔见到了丁安·布塔，此人曾经从一个外星人集中营中成功逃脱。丁安有一台能用的无线电，还向汤姆展示了他自己设计的“法拉第服”——穿上它就能安全翻越围栏，但只有三十秒的窗口。汤姆决定用无线电联系科奇斯，得知艾士芬尼的新能量源是进攻性的而非防御性的，并且他们知道马特在哪里。汤姆穿上义警的装束，向霸主投降，被带上了飞船。在飞船上，霸主告诉他，一个“伟大的敌人”正在逼近地球，艾士芬尼远离故土来到这里搜集资源，就是为了和那个敌人决战。他们还透露了针对人类的新计划——把成年人变成突击者组成的精锐前线部队，以及他们如何处置那些叛变的突击者。霸主给汤姆一个选择：合作，或者眼看着家人死掉。汤姆趁营地居民向飞船投掷燃烧物的混乱观察了集中营的布局和能量源。本和玛吉因为莱克西的事而拉近了距离。当晚，本发现心烦意乱的莱克西正在和一个霸主交谈。
汤姆得知艾士芬尼要把人类变成突击者的计划后，决定立刻动手。他把哈尔、波普、韦弗、丁安和泰克托召集起来，分配任务：丁安穿着法拉第服翻越围栏去炸毁能量束缚装置，汤姆负责引开突击者，哈尔带领营地居民撤入隧道，波普和韦弗掩护丁安。第二天，汤姆与霸主和那个戴背甲的孩子会面，当面宣布协议作废，用火焰喷射器攻击了霸主，把突击者引向自己。丁安在行动中受伤，波普被迫穿上法拉第服翻越围栏，用炸药摧毁了束缚装置。哈尔在隧道里带着居民死守，汤姆把追来的突击者引进了一栋布满炸药的大楼。看到波普成功炸断束缚装置后，汤姆引爆了炸药，跃入水中。安妮在昏迷中梦见自己挺着大肚子身处一艘外星飞船上，看见凯伦和一个霸主正在对她的胎儿动手脚。再教育营里，马特替米拉打掩护，被肯特·马修斯带走。中国城，玛吉从本那里得知莱克西在和霸主交谈后当面对质，莱克西说她相信那个霸主想要和平。安妮苏醒后带领第二独立团前往中国城，与本、莱克西和卢尔德斯团聚。当晚，汤姆与哈尔、波普和韦弗重逢，向波普道了谢。
汤姆和第二独立团的幸存者抵达沃尔姆藏身处，科奇斯向他们介绍了自己的副手沙克。科奇斯用侦察无人机锁定了马特的位置，汤姆便和韦弗、科奇斯一同出发，留下哈尔维持秩序并收集弹药补给。哈尔下令所有人不得离开防御圈，波普却开着皮卡擅自出营去搞燃料。汤姆在途中遭到变异者珍妮的袭击，被迫留下科奇斯，和韦弗一起潜入再教育营。两人在警报响起后分头行动，汤姆在米拉的帮助下救出了正被肯特·马修斯攻击的马特。农场那边，波普找到燃料后遇见了莎拉，和她喝了一杯啤酒，却被下了药。当晚波普醒来，被迫和莎拉合作击退来袭的外星机甲。米拉引开突击者守卫，汤姆带着马特逃脱，承诺会回来救她。韦弗面对变异后试图保护他而死去的珍妮，陷入深深的绝望。波普和莎拉回到仓库，哈尔当面质问，但迫于即将到来的外星攻击不得不拔营，临走前给父亲留下了一封密码信。安妮和第二独立团遭遇了一个借本之口说话的霸主，霸主声称人类可以和艾士芬尼和平共处。莱克西觉醒力量保护了霸主，众人被迫退却。情绪崩溃的韦弗与汤姆、马特和科奇斯重逢，讲述了珍妮的遭遇。
汤姆带着马特、韦弗和科奇斯回到沃尔姆藏身处，发现了哈尔留下的信息，得知了队伍的撤离方向。安妮因为质疑霸主的事与莱克西发生冲突，莱克西使用力量后当场昏倒。汤姆发现了一处营地，里面有两个自称尼克和库珀的男人。汤姆对他们的说辞充满怀疑，向韦弗说出了自己的担忧。当晚，汤姆被这两人绑架。他们告诉汤姆，艾士芬尼为他的脑袋开出了高价悬赏，还说他们已经杀了韦弗和马特。第二天，韦弗和马特追踪到这两人的位置，看到汤姆被绑着。汤姆试图说服库珀，告诉他马特的事，说他相信库珀也是个父亲。库珀回答说，他曾经有两个儿子，现在都死了。当库珀意识到是尼克害死了自己的儿子时，他开枪打死了尼克，把枪口转向汤姆，被韦弗一枪击毙。莱克西的病情持续恶化，安妮逼迫那个霸主帮忙，得知有一种花可以退烧。当晚，卢尔德斯放走了霸主。莱克西告诉安妮，那个霸主是她的父亲。
汤姆在中国城与家人团聚，却发现莱克西已经结成了一个茧。安妮想把茧切开，汤姆拦住了她，警告她不要鲁莽行事。在卡达尔博士的帮助下，安妮决定通过回忆被压抑的记忆来寻找可能对莱克西有帮助的线索，却不得不面对关于自己儿子的痛苦往事。玛吉召集第二独立团的成员开会，表达了对莱克西和她力量的担忧。汤姆无意中听到波普提议杀掉莱克西，当即警告所有人不要轻举妄动。波普对汤姆说，他认为这里面存在利益冲突。哈尔告诉汤姆，他认为大家的担忧是有道理的，但汤姆没有听进去。汤姆开始考虑是否需要用武力来保护莱克西，并和卢尔德斯讨论了当前局势。当晚，沙克告诉哈尔，他的侦察队因为担心莱克西正在撤往安全距离。波普得知后带着一队武装人员来找汤姆，要求接触莱克西。汤姆态度坚决，最终平息了这场对峙。处于梦境状态的安妮见到了莱克西，莱克西向她展示了一段童年记忆，告诉她自己在艾士芬尼塔楼上选择了安妮而不是凯伦。莱克西帮安妮从梦中醒来。安妮立刻冲到茧边，伸手触碰。莱克西的眼睛睁开了。
莱克西破茧而出，向家人宣布她要离开中国城，因为她开始怀疑人性的本质。卢尔德斯拦住她，求她留下。莱克西出于怜悯杀死了卢尔德斯，然后离去。第二独立团得到消息，一支由被烧焦的霸主率领的大批外星军队正在中国城外集结。汤姆告诉众人，他认为敌人没有直接动用飞船轰炸是因为他们要亲手了结这一切。他命令队伍在周边布设陷阱，准备迎接地面进攻。当晚，玛吉用铝热剂摧毁了几台机甲，但一条破裂的煤气管引发了爆炸，夺走了第二独立团大多数人的生命。中国城化为废墟，汤姆命令幸存者撤入一处地下防空洞，说这场进攻不会停止，直到艾士芬尼确信他们已经死了。汤姆外出搜寻失散者，遇到安妮，得知卡达尔博士被弹片重伤，已经牺牲。愤怒的汤姆向泰克托要枪，却被泰克托设计支开。泰克托穿上“幽灵”的装束独自冲向霸主，引爆了自己。混战中，科奇斯击落了一艘飞船，飞船坠毁在泰克托附近。霸主以为泰克托就是汤姆，下令撤退。第二独立团在地下焦急等待，汤姆在瓦砾中醒来。
第二独立团从地下掩体中钻出来搜寻幸存者。哈尔找到了重伤的玛吉，从安妮口中得知她可能会瘫痪。汤姆从瓦砾下救出了丁安，两人一起发现了科奇斯击落的那艘飞船，登了上去。本在一个突击者农场里和莱克西一起醒来，被眼前的景象震惊。本试图说服莱克西跟他离开，莱克西拒绝了，她相信霸主才是她真正的家人。莱克西没有杀本，放他走了。本回到中国城，告诉安妮莱克西已经彻底不属于他们了。丹妮的脊刺液体对玛吉的伤情没有任何效果，本向安妮建议把自己的脊刺移植给玛吉。安妮虽然为本和玛吉都感到担忧，还是用沃尔姆的技术把本的脊刺植入玛吉体内，成功治好了她。飞船里，汤姆和丁安触发了一枚导弹，爆炸引来了第二独立团，两人被救出。丁安向汤姆讲述了自己痛苦的过去。当晚，第二独立团围坐在篝火旁，悼念泰克托和卢尔德斯。飞船突然自行启动，汤姆和哈尔注意到月球上出现了一道奇怪的光。
科奇斯仔细观察了月球发出的闪光，意识到那就是沃尔姆一直在寻找的艾士芬尼能量核心。摧毁它就能让地球上所有艾士芬尼科技瘫痪。汤姆决定把那艘坠毁的飞船挖出来，带领队伍对能量核心发起攻击。为了加快进度，汤姆带着安妮、马特、韦弗和科奇斯前往科奇斯所说的沃尔姆补给点，那里可能有炸药。他们到达后，米拉突然出现，说自己从外星营地逃出来，一直在等人经过。汤姆觉得她在沃尔姆补给点附近出现太巧了，把她绑了起来。那片区域空气有毒，众人戴着防毒面具开始挖掘武器。米拉向马特求救，说绳子勒得她胳膊疼。马特心软，解开了绳子。米拉立刻吹响哨子引来飞船，马特追上去把她抓回来交给汤姆。还没来得及反应，肯特·马修斯出现了，对众人发起攻击。米拉趁乱再次逃跑，马特追了上去。安妮赶来支援汤姆，引开马修斯，为汤姆争取到开枪的机会。马特被营地里几个孩子制服，韦弗和科奇斯把他救了出来。小队消灭了那些通敌者，但一艘飞船的打击在众人拿到炸药之前就摧毁了补给点。队伍重新汇合后决定返回中国城。在中国城，本帮助玛吉适应她的新能力，两人接了吻。波普和莎拉吵了一架，莎拉离开了。当晚，汤姆和安妮望着月亮，那道光芒越来越亮。
第二独立团加紧准备对能量核心的打击。汤姆和科奇斯反复推演行动方案，但沃尔姆的精确打击能力在失去补给后大打折扣。与此同时，莱克西在突击者农场里的行为变得越来越不可预测。她开始对农场里的孩子表现出一种矛盾的温柔，既像是在保护他们，又像是在为他们选择某种命运。本再次潜入农场试图唤醒莱克西的人性，却看到了让他彻底绝望的一幕——莱克西亲手把一批孩子交给了霸主。本回到中国城后整个人都变了，他不再对莱克西抱有任何幻想。汤姆在战前动员时告诉第二独立团，这一仗可能没有人能活着回来，但这是人类唯一的机会。波普在出发前找到汤姆，两人之间多年来第一次有了一次不吵架的对话。波普说，如果汤姆死在外面，他会照看好剩下的人。汤姆没有回答，只是拍了拍他的肩膀。
行动开始了。汤姆带领一支突击队前往能量核心所在的位置。然而他们发现，核心的防御远比预想的要严密。沃尔姆留下的坐标指向的不仅仅是一个能量源，而是一整套艾士芬尼的地球指挥体系。科奇斯在战斗中受了重伤，但他坚持让汤姆继续前进。哈尔和玛吉负责掩护侧翼，玛吉用新获得的力量击退了成群的突击者。安妮在后方指挥第二独立团的主力和敌人周旋。莱克西突然出现在战场上，她的力量已经强大到可以独自摧毁一台机甲。但她没有帮助任何一方，而是径直走向能量核心。汤姆追上去试图阻止她，莱克西转过身来，用一种近乎温柔的语气告诉他：她来这里不是为了摧毁核心，而是为了激活它。她说，霸主给她的承诺是，如果她帮助激活核心，艾士芬尼就会放过地球上剩下的人类。汤姆看着自己的女儿，第一次感到彻底的无力。
莱克西的背叛让整个行动陷入了绝境。能量核心被激活，艾士芬尼在地球上的所有武器系统全面恢复，而且得到了强化。第二独立团被迫撤退到中国城的废墟中。汤姆在撤退途中受了重伤，被安妮和哈尔拖回了地下掩体。科奇斯在弥留之际告诉汤姆，沃尔姆的主力舰队其实并没有真正撤离，他们只是在等待一个信号。汤姆意识到，那个信号就是能量核心被激活时释放的频率。他做出了一个疯狂的决定：登上那艘坠毁的飞船，飞向月球，亲手摧毁能量核心。哈尔、玛吉和本坚持要跟汤姆一起去。安妮留在掩体里指挥地面防御，韦弗和波普负责掩护。飞船升空的那一刻，汤姆透过舷窗看了一眼正在燃烧的中国城，然后转头对儿子们说了一句话：“不管下面发生什么，我们都要把这件事做完。”飞船冲向月球，身后跟着一群艾士芬尼的追击飞船。第四季在飞船消失在月球背面的那一刻结束，没有人知道汤姆和他的孩子们是否还活着。
