Diffusion 15 juillet 2004
L'expédition, en partance vers la galaxie de Pégase et dirigée par le docteur Weir, s'installe dans la cité des Anciens. Elle se voit toutefois rapidement contrainte, pour des raisons techniques menaçant la cité et la vie du personnel, de l'abandonner pour partir à la recherche d'une nouvelle planète. Un groupe d'hommes fait la rencontre de nouveaux alliés, les Athosiens. Malheureusement pour l'expédition, ils vont aussi découvrir un nouvel ennemi : les Wraiths, alors que les explorateurs terriens essaient de sauver certains d'entre eux. Après le réveil de ces nouveaux ennemis dans la galaxie et l'emménagement dans la cité, le docteur Weir et le Major Sheppard ont fort à faire pour repousser les Wraiths, mais aussi les Géniis et d'autres menaces rendant difficiles l'exploration de la galaxie. La vie sur Atlantis n'est pas aussi idyllique que tous l'espéraient et les combats sont difficiles et douloureux pour protéger la ville des Anciens qui finit quand même par être assiégée à la fin de la saison.
Le SGC envoie une nouvelle équipe dans la galaxie de Pégase, à la recherche de la cité perdue d'Atlantis. Les explorateurs traversent la porte du SGC et se retrouvent immédiatement dans la cité qui reprend vie lentement. Le groupe ne tarde pas à se rendre compte que la cité git tout au fond de l'océan et que les E2PZ sont presque vides, fragilisant le bouclier de la cité qui menace de disparaitre. Le Docteur Weir et son équipe doivent alors penser à quitter les lieux pendant que le major Sheppard fait connaissance avec de nouveaux amis et des ennemis terrifiants : les Wraiths.
Alors que la cité est remontée à la surface au moment où le bouclier a cédé, Sheppard demande l'autorisation à Élisabeth Weir pour porter secours aux habitants du village et aux autres membres de l'expédition enlevés par les Wraiths. Sheppard, Ford et d'autres soldats se rendent sur une planète pour leur porter secours et entrent en confrontation avec leurs ennemis. Sheppard libère les prisonniers mais il doit abréger les souffrances du colonel Sumner car la reine des Wraiths aspire son énergie vitale. Pensant éliminer les créatures, Sheppard tue la reine, ce qui provoque le réveil de tous les Wraiths en hibernation.
Après avoir recueilli les Athosiens sur Atlantis, deux jeunes enfants jouent à cache-cache et libèrent accidentellement une entité qui se nourrit des générateurs d'Atlantis. Le Dr McKay se porte volontaire pour tester la génothérapie du Dr Beckett qui lui permettrait d'obtenir le gène des Anciens et d'utiliser leur technologie, il décide de la tester en utilisant un champ de force personnel qui le protégerait de tout. Ravi du résultat, McKay décide de montrer cette technologie au Dr Weir, celle-ci lui demande de le retirer mais McKay rencontre un problème, il ne peut pas l'enlever.
Le jumper étant coincé dans la porte des étoiles, l'équipe se trouve en danger de mort. De plus, un ectoparasite paralysant s'est fixé sur le cou du major Sheppard, qui est dans un état critique. Si le Docteur McKay ne trouve pas une solution assez rapidement, les 2 pilotes seront tués sur le coup et toute l'équipe (Sheppard, Teyla, McKay et Ford) seront sans protection dans le vide sidéral...
L'équipe de Sheppard est victime de plusieurs attaques lors de mission d'exploration. Bates et Weir en déduisent qu'il y a un espion dans les rangs. Mais qui ?
L'équipe atterrit sur une planète peuplée d'enfants. Leur jeunesse serait un frein aux récoltes des Wraiths. Mais Rodney découvre un E2PZ dans des ruines et décide de le tester sur Atlantis.
L'équipe rencontre les Hoffans. Ces derniers ont archivé leur savoir afin de mettre au point un sérum contre les Wraiths. Beckett est prêt à les aider pour perfectionner ce sérum.
Les provisions se font rares sur la cité, et l'équipe va essayer de commercer avec les Genii. Mais cette alliance sera vouée à l'échec quand ils découvriront le vrai visage de ce peuple.
En explorant une planète, Rodney découvre un moyen de revenir sur Terre. Mais leur monde ne ressemble pas à celui qu'ils ont quitté, et le retour vers Atlantis se révèle problématique.
Une énorme tempête menace la cité et les Athosiens. Alors que Weir et Sheppard préparent l'évacuation, les Genii profitent de la situation pour envahir Atlantis.
La tempête redouble d'intensité, et un raz de marrée menace la cité. McKay tente alors d'utiliser la foudre pour alimenter le bouclier de protection et éviter sa destruction.
Alors qu'ils partent explorer un satellite Ancien, Sheppard et McKay détectent l'épave d'un vaisseau Wraith. Mais son exploration tourne mal lorsqu'ils se face à face avec le seul survivant.
Alors qu'ils inspectent la cité, McKay et son équipe sont contaminés par un virus. Malgré la quarantaine, les premières victimes décèdent, menaçant Atlantis lorsque la quarantaine est brisée.
L'équipe découvre un monde protégé des Wraiths, dominé par Chaya. Pour la convaincre de partager ce refuge, John l'amène sur Atlantis. Mais Rodney pense qu'elle leur cache quelque chose.
En explorant Atlantis, l'équipe découvre un laboratoire enfermant une femme. Après réanimation, ils découvrent avec stupeur qu'il s'agit du docteur Weir, endormie depuis 10 000 ans.
En parcourant les archives de Dagan, l'équipe découvre qu'un E2PZ fût confié à une communauté. Décidés à le retrouver, ils se lancent dans cette quête. Mais rapidement Kolya va les rejoindre.
La cité est menacée par l'arrivée imminente de vaisseaux ruches. McKay trouve alors une astuce pour envoyer un message de détresse et des informations sur Atlantis au SGC.
Victime de cauchemar, Teyla part en mission avec l'équipe dans une ancienne base Wraith. Après des analyses, Beckett et Rodney découvrent que la jeune femme possède de l'ADN Wraith.
Alors que trois vaisseaux volent vers la cité, McKay parvient à activer le satellite de défense. Pendant ce temps, Zelenka prépare l'autodestruction de la cité, et le major découvre un espion.
Les Wraiths commencent l'attaque d'Atlantis, et l'équipe craint le pire, quand le Dédale arrive à la rescousse. Mais les Wraith détruisent les ogives nucléaires -les renforts semblent destinés à échouer dans leur mission !