Im ersten Teil der dritten Staffel wechselt die Handlung in jeder zweiten Folge zwischen den beiden Universen. In unserer Welt hat die Olivia (Altlivia, Bolivia) aus dem Paralleluniversum unser Fringe-Team infiltriert und hilft den Bishops bei Fällen, die mit Walternates Maschine im Zusammenhang stehen. Um ihre Tarnung aufrecht zu erhalten, bekommt sie Hilfe von Newton, der sie mit allen nötigen Informationen über die Fringe Division und den Unterschieden in dieser Welt versorgt. Zudem beginnt sie eine Beziehung mit Peter, der in unsere Welt zurückgekehrt ist, nachdem Olivia ihm ihre Gefühle gestanden hat.
Im Paralleluniversum wird unsere Olivia von Walternate gefangen gehalten. Er verpasst ihr eine Gehirnwäsche und injiziert ihr die Erinnerungen von Altlivia. Nachdem Olivia vergessen hat, wer sie wirklich ist, arbeitet sie unter den wachsamen Augen von Colonel Broyles und Walternate in Fringe Diviosion und lebt das Leben ihres Doppelgängers. Ihr Unterbewusstsein versucht jedoch, sie durch Halluzinationen in Gestalt von Peter davon zu überzeugen, dass sie nicht in dieses Universum gehört und in ihre Welt zurückkehren müsse.