Sydney ha despertado en Hong Kong sin tener las más remota idea de cómo ha llegado allí. Su conmoción aumenta al descubrir que ha estado desaparecida más de dos años. Todo ha cambiado. Vaughn se ha casado, Dixon es el nuevo jefe de operaciones y su Padre ha sido confinado en una remota isla bajo el control de la CIA por haber establecido contacto con Irina, la Madre de Syd y la sexta persona más buscada por el gobierno de los Estados Unidos.
S03E02 - Sucesión
Dos científicos bajo la protección de la CIA han sido secuestrados. Sydney debe participar en la operación y averiguar cuales son las exigencias del grupo: la libertad de Sark. Sydney no termina de adaptarse a su nueva situación, Dixon aconseja a Sydney que acuda a un grupo de ayuda formado por agentes de la CIA que han vivido en tiempo perdido. Jack visita a Sloan, el nuevo director de la Organización Mundial de la Salud.
S03E03 - Reunión
Sydney afronta como puede su rutina con el matrimonio Vaughn. Además el Consejo de Seguridad Nacional quiere hallar a la asesina de Lazarev. Sólo Jack y Sydney conocen la identidad de la asesina: Sydney Bristow. Sydney y Weiss tienen la misión de interceptar a Sark en Méjico. Sydney descubre que Sark ha conseguido las fotos de una secreta instalación sede de una compañía científica rusa.
S03E04 - Un Enlace perdido
Sydney siente que debe contarle a la CIA que ha descubierto que ella es la asesina de Lazarev. Su Padre consigue disuadirla, pues si lo hace asaltarían su cabeza con escalpelos y electrodos. Sydney debe infiltrarse en una organización de ladrones profesionales contratados para hacerse con una peligrosa variante del virus ebola. La misión conduce a Sydney a España. Deben robar una cepa del virus de unos laboratorios de Zaragoza.
S03E05 - Repercusiones
Sydney alerta a Los Ángeles de la delicada situación de Vaughn y de que el intercambio del virus es inminente. La CIA consigue localizar a su agente herido gracias al localizador que Sydney consiguió implantarle. Sydney debe recuperar el virus antes de que sea utilizado pero fracasa. El virus es utilizado para rescatar a un preso de un cárcel africana.
S03E06 - La némesis
Sloan ha convencido a la CIA para trabajar como agente doble del Pacto y de la CIA. La agencia a estipulado que su oficial de enlace sea la Agente Sydney Bristow. La primera colaboración de Sloan alerta sobre un científico inventor de un sistema capaz de anular todas las protecciones del sistema armamentístico Ruso. Sydney y Vaughn viajan a Italia para capturar al científico. Sark y Allison también están en Italia.
S03E07 - Preludio
Sydney y Sloan se ven obligados a realizar una misión juntos. Deben volar hasta China y recuperar un objeto, a la vuelta del viaje Sloan le entrega a Sydney un sobre cerrado con un código y una llave. La letra es indudablemente la de Sydney. Mientras tanto, en México, Vaughn y Lauren siguen la pista de un tipo que podría identificar a Julia Thorne, el Alias de Sydney durante su tiempo perdido.
S03E08 - Punto límite
El Consejo de Seguridad Nacional decide hacerse con el control de la Fuerza de Operación Conjunta, han relevado del mando a Dixon y han dictado una orden de captura contra Sydney Bristow por el asesinato del diplomático ruso Lazarey. Jack y Vaughn traman un plan de rescate pero necesitan la ayuda de Sloan si quieren encubrir sus pasos.
S03E09 - Consciente
El equipo de extracción organizado por Jack cumple a la perfección su cometido y Sydney está a salvo. Con la nueva información conseguida Jack y Sydney viajan al lugar marcado por las coordenadas ocultas y encuentran una caja con una desagradable sorpresa. En el intento por recuperar la memoria de Sydney, Sloan advierte de la existencia de un Doctor especializado en técnicas no intrusitas de recuperación de memoria. Vaughn, Jack y Sydney visitan al Doctor Brezzel, el excéntrico neurólogo profesor de Yale que puede sacar a Sydney de la oscuridad de sus últimos dos años.
S03E10 - Vestigios
Sydney ha conseguido acceder a sus recuerdos perdidos. Sus recuerdos son difíciles de esperar, Will y su Padre aparecen en ellos. Sydney sufre un problema con el cóctel de drogas usado y el Doctor Brezzel se ve obligado a sacar a Sydney de su estado. Los recuerdos recuperados conmocionan a Sydney que está decidida a recuperar el contacto con Will aunque tenga que sacarle del programa de protección de testigos. Sydney viaja a Wisconsin donde Will se ha convertido en un ánimo obrero de la construcción.
S03E11 - Revelación total
El Departamento de Investigaciones especiales (DIE) irrumpe en la Agencia y se hace con la custodia del artefacto de Rambaldi. Sydney frustrada por la pérdida de competencias se va a casa pero allí alguien le dispara un dardo tranquilizante. Syd se despierta dentro de un avión en pleno vuelo, su compañero de viaje es Kendall que en realidad no es subdirector del FBI, trabaja para el DIE y sabe lo que le pasó a Sydney durante su cautiverio.
S03E12 - Cruces
La CIA prepara una operación en territorio hostil, Corea. Un miembro del pacto quiere desertar y Sydney y Vaughn son los encargados de sacarle del país. Lauren trabajo ahora muy cerca del pacto y suministra información que capacita al pacto para lanzar un ataque con misiles sobre el avión de la CIA. Sydney y Vaughn logran salir con vida del aparato pero aun no están a salvo. Jack desde Los Ángeles contacta con Irina para que ayude a su hija, Irina envía a Katia.
S03E13 - Después de las seis
La CIA conoce la ubicación del escondite de una agenda con información vital para el pacto. Se encuentra en una casa con un sistema de seguridad con respuesta letal. La oportunidad de la CIA pasa por contactar con Toni Cumming la creadora del sistema. Sark viaja a Rusia para reunirse con el que es su nuevo contacto con la coalición: McKenas Cole.
S03E14 - Golpe de efecto
Dixon sospecha que puede existir un topo dentro de la Agencia. Jack es el encargado de dirigir una investigación pero Laureen no parece una de sus sospechosas. La siguiente misión de Sydney es viajar a Canada e infiltrarse en un superordenador que les informe de donde se transporta una peligrosa bomba de nueva generación. Lauren conocedora de la información de la misión por su posición en la CIA alerta a Sark y se desplazan a Canadá para frustrar los planes de la CIA.
S03E15 - Fachada
Daniel Ryan es un experto en explosivos y terrorista en Irlanda. Ha creado una nueva generación de bombas que la CIA cree tratará de vender al Pacto. Dixon decide organizar una operación de captura, pero de tal manera que parezca que es el Pacto quien le tiene cautivo. La operación es un éxito y consiguen engañar Ryan aunque no se muestra muy dispuesto a colaborar. Sloan ha logrado engatusar a su siquiatra y ahora comparten cama.
S03E16 - Tomados
Sark es retenido por la fuerzas de seguridad francesas y extraditado a los Estados Unidos. Sydney y Vaughn esperan a pie de pista pero el avión no llega. Ha aterrizado en medio del desierto y Sark ha desaparecido. El fracaso de esta operación deja en evidencia la existencia de un topo en la CIA. El senador George Reed ha sido enviado a la fuerza de operaciones conjuntas para dirigir la operación Sark, es el padre de Laureen Reed la esposa de Vaughn, la agente doble del Pacto y la CIA. Sark como medida de presión toma a los hijos de Marcus Dixon como rehenes.
S03E17 - La trampa
Vaughn y Sydney están en México, allí un contacto tiene información capital sobre el hallazgo del mapa que conduce a un pieza clave del rompecabezas de Rambaldi. Sloane continúa encarcelado y esperando su ejecución, para tratar de salvar su vida facilita a la CIA la información que les permite llegar hasta el mapa. A Vaughn le asaltan dudas respecto a su matrimonio, la llegada de Sydney ha cambiado de nuevo su vida. Sark consciente de la pérdida de fuerza de Laureen organiza un escabroso plan. Laureen debe matar a su padre para que Vaughn vuelva junto a ella por lástima.
S03E18 - Desvelado
Bomani y Sark logran abrir la caja y descubren el corazón de DiRengo, el motor de una máquina. La CIA trata de buscar información sobre el Pasajero. Dixon busca información en el cautivo Sloan pero él sólo está dispuesto a hablar con Jack aunque su colaboración no suponga su indulto. Marshall descubre que un nuevo y peligroso virus está atacando toda la red de Internet, parece un ataque de un terrorista cibernético. Sydney y Vaughn viajan a Berlín para capturar al pirata informático pero Laureen también está allí y su misión es sabotear la misión de la CIA.
S03E19 - Reloj de arena
Jack trata de buscar información sobre el Pasajero en Irina pero cuando lo hace esta desparece. Sark busca la misma información que Jack pero lo hace en el Tibet donde busca a Conrad.Vaughn, Jack y Sydney se reúnen discretamente para confirmar la traición de Laureen Reed. Deben comportarse como si nada pasara que Laureen no sospecha y puedan atraparla en el momento oportuno. Vaughn y Sydney tratan de recuperar a Conrad de las manos de Sark, cuando le encuentran Sydney recibe una información que la trastorna, el Pasajero es su hermano.
S03E20 - Lazos de sangre
Sydney descubre la trama que envuelve la muerte y resurrección de Sloan auspiciada por Jack. Con la ayuda de Sloan y el objeto de Rambaldi recuperado por Sydney consiguen averiguar la ubicación de la pasajera: Un hospital psiquiátrico en Chechenia. Mientras tanto Vaughn recibe una llamada, es Brill, un veterano agente de la CIA compañero de su padre, tiene algo que contarle: su padre murió por proteger al Pasajero.
S03E21 - El legado
Nadia está en poder de Sloan que usa a su hija para conseguir un mensaje de Rambaldi. La CIA trata de conseguir información que les permita acceder a Nadia, pero la única pista que tienen es Toni Cummings, la especialista en sistemas de seguridad que ha diseñado uno al propio Sloan. Jack trastornado por la situación del Agente Vaughn le da un consejo: debe eliminar a su esposa o el tormento de su traición le acompañará hasta la muerte.
S03E22 - Resurrección
Sydney con una actitud muy extraña ha entrado en la Rotonda, se dirige al despacho de Marshall e inicio la copia del código Rambaldi. Cunado Marshall la descubre dispara sobre él iniciando una huida salpicada de fuego y explosiones. Sloan consigue infiltrarse en casa franca de la CIA donde su hija Nadia está custodiada, consigue hablar con ella y le indica donde se esconde con la esperanza de que ella acuda a él. Vaughn sigue tras la pista de Laureen Reed lo que permite a la CIA acercarse a Sark.
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