Timeless narra a história de um criminoso misterioso que rouba uma máquina do tempo secreta e de última geração, com a intenção de destruir a América como a conhecemos, alterando o passado. A única esperança é uma equipe inesperada: uma cientista, um soldado e um professor de história, que devem usar o protótipo da máquina para viajar no tempo a eventos cruciais. Enquanto se esforçam para não afetar o passado, eles também precisam estar um passo à frente desse perigoso fugitivo. Mas será que essa equipe escolhida a dedo conseguirá desvendar o mistério por trás de tudo e impedir sua destruição antes que seja tarde demais?