Deux agents du FBI sont affectés à Warehouse 13, un entrepôt centralisant tous les objets surnaturels que le gouvernement a collecté à travers les siècles. Leur mission : récupérer d'éventuels nouveaux artefacts susceptibles de mettre en danger des individus.
Casey Shraeger fait ses premiers pas au sein de la section des affaires criminelles dans un commissariat de police new-yorkais. Elle réalise très vite que dans son nouveau département tous n'ont pas le même humour, et que chacun a ses petits secrets.
Psychiatre peu conventionnel, Jack Gallagher met ses services à contribution dans une clinique spécialisée de Los Angeles, sous la responsabilité d'une patronne préférant les méthodes traditionnelles.