Während Lt. Johansen im Koma liegt, kämpft eine kleine Gruppe der Crew verzweifelt gegen die Besatzung durch die Luzianer-Allianz. Gleichzeitig muss der Rest der Crew sich auf einem lebensfeindlichen Planeten zurecht finden.
Mit den Luzianern an Bord kommen in der zweiten und letzten Season neue Gesichter und Dynamiken in die Crew; man merkt den Storys außerdem an, dass der Forscher- und Entdeckeraspekt stärker betont wird. Auch wird deutlich, dass die Autoren sich von dem für "Stargate" eher ungewohnten „der Feind in unserer Mitte“ wegbewegten und die Crew verstärkt mit äußeren Bedrohungen zu kämpfen hat und daher zusammenhalten muss. Nach einem frühen Aus aufgrund schlechter Einschaltquoten bleibt allerdings der Cliffhanger, mit dem die Season endet, unaufgelöst.
Der Staffelauftakt löst zunächst das Cliffhanger-Finale auf: Die Exekution der Crew kann durch das Eingreifen des Luzianers Varro verhindert werden, der die Besatzung stattdessen wie ursprünglich geplant auf einem bewohnbaren Planeten aussetzen will, was später auch geschieht. Scott und Greer konnten sich auf die dem Pulsar abgewandte Schiffsseite vor der Strahlung retten, und auch der Zustand einiger Verletzter, darunter Telford, bessert sich. Kiva allerdings stirbt, und der radikale Dannic übernimmt das Luzianer-Kommando; er setzt auch Varro und andere seiner Mannschaft aus, da er sie für Verräter hält. Während Scott und Greer durch das Schiff schleichen und Soldaten der Allianz ausschalten, senkt Rush die Schilde der Destiny ab und setzt sie so wiederum der Strahlung aus, um Druck auf die Luzianer auszuüben, was letztlich auch gelingt. Dannic, der das Schiff um keinen Preis aufgeben will, wird von der meuternden jungen Technikerin Ginn erschossen, und alle Ausgesetzten werden wieder an Bord geholt. Lt. Johansen, die Visionen von einem Leben auf dem Paradies-Planeten mit ihrem Kind hatte, verliert ihr Baby, entdeckt auf dem Observations-Deck aber einen Nebel, den sie auch in ihrer Vision sah und der mit der Geburt ihres Kindes zusammenzuhängen scheint. Es bleibt unklar, ob die Vision wahr oder nur eine Halluzination gewesen ist.
Mit mehr Menschen an Bord schwinden die Wasser- und Lebensmittelvorräte drastisch. Rush, der insgeheim die Brücke der Destiny gefunden hat, steuert daher einen Planeten an, nicht bemerkend, dass in dessen Atmosphäre heftige Turbulenzen herrschen. Diese bringen das Shuttle zum Absturz; dabei wird MSgt. Riley so schwer verletzt, dass klar ist, dass er es nicht schaffen wird. Derweil wird das inaktive Stargate des Planeten freigelegt. Kurz bevor sie zum Schiff zurückkehren, bittet Riley Young jedoch, seinem Leiden ein Ende zu setzen, was dieser letztlich, wenn auch widerwillig, auch tut; eine Tat, die den Colonel noch lange verfolgen wird. Inzwischen wird beschlossen, dass ein Teil der Luzianer aus strategischen Gründen an Bord und in Gefangenschaft behalten werden soll.
Kurz darauf macht die Crew eine bahnbrechende Entdeckung: Die Destiny stößt auf eines der Schiffe, die der Destiny einst vorausflogen, um Stargates auf der vorbestimmten Route auszusetzen. Es dockt automatisch an und überträgt Daten – und es könnte genug Energie liefern, um die Erde anwählen zu können. An Bord findet die Crew zudem eine „Stargate-Fabrik“; aber auch eine neue Alien-Spezies in Stasis-Kapseln … Plötzlich kehrt sich der Energiefluss um und die Destiny verliert rapide Energie; die Schiffe docken voneinander ab, und Telford strandet gemeinsam mit den Aliens auf dem neuen Schiff. Offenbar ist Rush für das Manöver verantwortlich …
Chloes Entführung durch Aliens wirft kurz darauf ihren Schatten: Chloe verhält sich merkwürdig und verfügt über beschleunigte Heilkräfte. Es scheint, als wären genetische Experimente an ihr durchgeführt worden, und es wird erwogen, sie unter Quarantäne zu stellen. Währenddessen werden die Luzianer versuchsweise in die Crew integriert, doch einer von ihnen, Simeon, erweist sich als Unruhestifter und beschwört Konflikte herauf. Rush lernt immer mehr über die manuelle Kontrolle der Destiny, doch seine Geheimhaltung verstrickt ihn in immer mehr Lügen und erregt ersten Verdacht unter seinen Wissenschaftlerkollegen. Zu all dem kommen noch persönliche Probleme hinzu: Wrays Beziehung leidet, und Elis Mutter geht es nicht gut; daher wird entschieden, dass sie die Kommunikationssteine benutzen darf, um selbst zu sehen, wo ihr Sohn ist und woran er teilhat.
Später erweist sich Chloes Zustand jedoch als Rettung für Scott, der auf einer Mission von einem Pilz befallen wurde und von seiner bevorstehenden Heirat mit Chloe in seinem Heimatort Cloverdale halluziniert. Während das Team auf dem Planeten verzweifelt gegen die riesige, pilzartige Pflanze ankämpft, lässt sich Chloe infizieren, ist jedoch immun und augenblicklich wieder geheilt, sodass auch Scott behandelt werden kann.
Chloes Entführung und die Konfrontation mit den Aliens lässt Young jedoch nicht los: In schmerzhaft realen Träumen erlebt er wieder und wieder die Zerstörung der Destiny bei einem weiteren Angriff, und hinterfragt schließlich seine eigene Qualifikation als Kommandant. Es stellt sich heraus, dass das Schiff ein Schlacht-Simulationsprogramm abspielt, das sich mit Youngs Träumen deckt, und dies womöglich ein Weg des Schiffes ist, mit der Besatzung zu kommunizieren. Allerdings nutzt Rush dies aus, um seine Kontrolle über das Schiff zu vertuschen. Es entsteht außerdem eine Romanze zwischen Eli und Ginn.
Rushs Wissen und Kontrolle über die Destiny wird schließlich offenbar, als er und Young ein Alien-Geisterschiff erkunden. Denn bei der Reaktivierung der Lebenserhaltung auf dem fremden Schiff starten plötzlich die Triebwerke durch eine Fehlzündung und kappen die Verbindung zur Destiny. Amanda Perry wird in Ginns Körper als Rushs Vertraute an Bord geholt, wo man sie auf der geheimen Brücke findet. Young und Rush geraten somit abermals aneinander, während Simeon Ginn stellt, ohne zu wissen, dass jemand anders ihren Körper kontrolliert …
Er tötet Ginn/Amanda, wodurch sowohl Rush als auch Eli einen schweren Verlust erleiden. Simeon aber entkommt durch das Gate und nimmt Dr. Park als Geisel. Die Situation wird noch komplizierter, denn sie brauchen Simeon lebend: Er hat Informationen über einen geplanten Angriff der Luzianer auf die Erde … Rush folgt Simeon und kann Dr. Park retten; dann lockt er Simeon in eine Falle und lässt mit einer Explosion eine Herde außerirdischer, büffelähnlicher Tiere auf den Luzianer los, bevor er ihn aus Rache erschießt. Derweil entwickelt Chloe ein Besorgnis erregendes Wissen um die Technologie der Destiny und verändert sich immer mehr …
Später taucht das Shuttle, das einst auf dem Paradies-Planeten zurückgelassen wurde, plötzlich neben der Destiny auf, samt aller Crewmitglieder, die dort geblieben waren; diese erinnern sich jedoch an nichts seit der Abreise der Destiny. Es stellt sich Unglaubliches heraus: Die gesamte Gruppe kam auf dem Planeten um, wurde auf mysteriöse Weise wiederbelebt und zur Destiny transportiert; aber die Rückkehr von den Toten ist nicht von Dauer, und nun sterben sie denselben Tod ein zweites Mal.
Kurz darauf folgt die Destiny einer eigenartigen Strahlungssignatur und entdeckt ein Schlachtfeld voller Weltraumschrott. Doch plötzlich aktivieren sich Drohnen und greifen an. Da taucht Telford an Bord des „Seed Ships“ auf; er hatte es geschafft mit den Aliens, genannt Ursini, zu kommunizieren und der Destiny zu folgen. Gemeinsam fliegen die beiden Schiffe durch einen Stern, wobei sowohl verfolgende Drohnen zerstört als auch die Energiereserven wiederaufgeladen werden. Ein riskanter Plan wird gefasst, denn die Ursini waren einst an der Schlacht beteiligt und erbitten nun Hilfe im Kampf gegen die Drohnen; im Gegenzug wird das Schiff zur Verfügung gestellt, um die Destiny mit Energie zu versorgen und um die Erde anzuwählen. Doch die Ursini setzen die Destiny den Drohnen verfrüht aus, es droht die Vernichtung …
Da gibt Chloe ihre Position an die Aliens preis, die sie einst entführt hatten, was zugleich den Drohnen mehr Ziele gibt und den Angriff auf die Destiny abschwächt. Es gelingt, das Signal, das die Drohnen mit ihrem Mutterschiff verbindet, zu stören und das Befehlsschiff auszuschalten; doch immer mehr Drohnen greifen an. Da wird beschlossen, Chloe den Aliens zu übergeben und sie zurückverwandeln zu lassen, den Außerirdischen das Wissen über die Destiny überlassend. Während die zurückverwandelte Chloe auf die Destiny zurückkehrt, starten die Ursini ein Manöver gegen die Drohnen und opfern sich. Da schafft es Eli, den Code einer Drohne zu knacken und diese umzuprogrammieren, sodass die Drohnen sich nun gegenseitig angreifen. Das verschafft der Destiny Zeit, doch die Schilde sind bedenklich schwach; dennoch glückt der FTL-Sprung.
Die Destiny steht daraufhin kurz davor, erneut in einen Stern einzutauchen, um die Energiereserven aufzuladen; Eli setzt sich daher für den Plan ein, während der Aufladung die Erde anzuwählen, denn nur zu diesem Zeitpunkt sei genug Energie vorhanden. Doch kurz bevor der Plan durchgeführt wird, erscheint ein zweiter Dr. Rush, der Unglaubliches berichtet: Der Plan scheiterte, nur Telford gelangte durch das Gate auf die Erde; alle anderen starben beim Versuch, durch das Wurmloch zu gehen, und die Destiny selbst wurde in der Zeit zurückgeworfen – offenbar ein Zeitreiseeffekt durch die Interferenz von Wurmloch und Sonneneruptionen. Tatsächlich stößt die Crew auf eine zweite Destiny, und sieht die Chance eines „Ersatzteillagers“: Das Schiff wird durchsucht und alles mitgenommen, was zur Reparatur der eigenen Destiny oder zum Aufstocken der Vorräte nützlich ist. Im Streit tötet der Rush aus der Zukunft dort Telford durch einen Stromschlag und bleibt an Bord, verbunden mit dem Kontrollstuhl, den der Rush der Gegenwart für ihn aktiviert, während die Destiny aus der Zukunft in der Sonne verglüht. Der Telford der Zukunft hingegen kommt tatsächlich durch das Gate auf die Erde, ohne zu wissen, was mit dem Rest der Crew geschehen ist.
Während die beiden Homeworld Command-Abgeordneten Michaels und Covel später mit Wray und Greer für eine Untersuchung an Bord der Destiny tauschen, verübt die Luzianer-Allianz einen Angriff auf die Homeworld Command-Zentrale und lässt dort ein Schiff bruchlanden; die Körper von Michaels und Covel werden radioaktiv verstrahlt. Weitere Gefahr droht durch eine Bombe, die sich an Bord des Schiffes befand, und Wray und Greer versuchen, sie zu entschärfen. Covel will jedoch nicht in einen dem Tode sicheren Körper zurückkehren und manipuliert die Kommunikationssteine. Am Ende wird dies jedoch rückgängig gemacht, Wray und Greer werden gerettet, und der Wert der Destiny-Mission erkannt.
Kurz darauf stellt sich heraus, dass Chloe auf mysteriöse Weise das Bewusstsein von Amanda Perry und Ginn in sich trägt. Mithilfe des Kontrollstuhls werden sie in die Systeme der Destiny hochgeladen und existieren fortan körperlos weiter – ein kleiner Trost für Rush und Eli. Derweil muss Johansen eine Nierentransplantation vornehmen, was beinah an ihren Selbstzweifeln scheitert; Dale Volker leidet an Nierenversagen im Endstadium, doch glücklicherweise ist Greer ein geeigneter und williger Nierenspender, und die Sanitäterin zieht die OP mit Amanda Perrys Hilfe durch.
Dann wird der Plan gefasst, mithilfe von Rodney McKay – der herausgefunden hat, wie man das neunte Chevron anwählt, ohne dass der Planet explodiert – vom Milchstraßenplaneten Langara aus die Destiny anzuwählen. Doch die Bewohner des Planeten sind unsicher, und wurden, wie sich herausstellt, auch bereits von der Luzinaer-Allianz aus demselben Grund kontaktiert. Bisher lehnten sie immer ab, sodass eine gewagte Aktion unternommen wird: Mithilfe der Kommunikationssteine und einigen Winkelzügen wird dem Oberhaupt von Langara, Ovirda, die Destiny gezeigt … Währenddessen hat Rush sein Bewusstsein ebenfalls in die Systeme der Destiny geladen, um in einer virtuellen Umgebung Zeit mit Amanda Perry zu verbringen. Doch dies erweist sich als gefährlich, und Eli muss das Bewusstsein von Ginn und Amanda schweren Herzens isolieren.
Auf einer weiteren Planetenerkundung stößt das Team auf „Weltraum-Rehe“ und geht auf die Jagd; doch dann greift ein anderes Tier an und entführt Johansen und Reynolds in seine Höhle. Eine Suchaktion wird gestartet, bei der auch Varro als Fährtenleser hilft, doch schnell wird klar, dass das Tier hochintelligent ist; da es auch seinerseits erkennt, dass seine Gefangenen intelligente, empfindende Wesen sind, lässt es sie schließlich gehen.
Auf einem anderen Planeten wird der Crew klar, was mit dem Rest der Besatzung geschehen ist, als sie durch das Gate zur Erde gehen wollten, während sich die Destiny in einem Stern auflud: Sie wurden weit in die Vergangenheit geschleudert, wo sie eine neue Zivilisation aufbauten, auf einem Planeten genannt „Novus“. Dort entstanden zwei Länder, eines der Anhänger Youngs, das andere mit Anhängern Rushs. Vor 30 Jahren verließ eine Gruppe Novus durch das Stargate und strandete auf dem Planeten, wo sie die Destiny-Crew fand. Sie helfen beim Aufstocken der Vorräte, bitten aber darum, im Gegenzug nach Novus zurückgebracht zu werden, der durch das Gate nicht mehr zugänglich zu sein scheint. Da greifen die Drohnen erneut die Destiny an und beschädigen auch das Stargate; sie können jedoch ausgeschaltet werden, sodass die Destiny zurückkehren und die Gestrandeten abholen kann. Doch am Ziel angekommen, finden sie eine hochentwickelte, aber verlassene und von Naturkatastrophen zerstörte Welt vor …
Dort durchsuchen sie die Archive und erfahren durch Videoaufzeichnungen auch von der Gründung dieser Zivilisation; Johansen erfährt außerdem, dass sie eine bislang unheilbare Krankheit hat, an der sie in wenigen Jahren sterben wird. Das gewaltige Wissen in den Archiven wird komprimiert und auf die Systeme der Destiny hochgeladen, doch nur zu einem Drittel: Denn die Mission muss abgebrochen werden, da ein schwarzes Loch kurz davorsteht, Novus, ein Beispiel einer nahezu idealen Gesellschaft, zu vernichten …
Die anhaltende Bedrohung durch die Drohnen, die sogar Sterne belagern, in welche die Destiny zum Aufladen der Energiereserven eintauchen muss, zwingt die Crew zu einem riskanten Manöver: die Destiny in einem blauen Riesen aufzuladen, der eigentlich zu heiß für den Vorgang ist. Die Besatzung wird bis auf Rush und Eli, die Schutzanzüge tragen, evakuiert und stößt auf eine Novus-Kolonie, die aber ebenfalls verlassen ist und von Drohnen attackiert wird. Unter großen Anstrengungen gelingt der Aufladevorgang, doch Dr. Park, die zu spät an der Evakuierung teilnahm, verliert ihr Augenlicht.
Die Lage wird so aussichtslos, dass ein gewagter Plan gefasst wird: Da die Drohnen den gesamten Kurs der Destiny in der Galaxie belagern, schlägt Eli einen riesigen Sprung bis in die nächste Galaxie vor; eine Reise, die drei Jahre dauern und nur gelingen könnte, wenn die Crew in die Stasis-Kapseln an Bord gehen würde. Doch eine der Kapseln funktioniert nicht richtig, und letztlich bleibt Eli, zuversichtlich, dass er die Kapsel noch rechtzeitig reparieren kann, als Einziger übrig. Die Destiny fährt alle unnötigen Systeme herunter, um Energie zu sparen, und während Eli vom Observations-Deck aus den FTL-Flug und die Sterne betrachtet, verschwindet die Destiny in den Weiten des Universums …