到这季开始时，X档案已是家喻户晓的科幻影集了。虽然仍被某些人认为太过偏激，但在金球奖艾美奖纷纷获得肯定。第四季仍是过去一贯的风格，但加入了许多穆德、史考莉的个人生活。在该季中，“黑油”“天花蜂”的出现使有关“真相”的调查变得更加坎坷而且扑朔迷离。另外一重大发展则是史考莉发现自己患有癌症，住院治疗，病情虽稳定住，但仍有危险。本季也介绍癌人的年轻时代，向观众交待他的历史。本季也包括了一集喜剧。本季结束于穆德在从阿拉斯加调查回来后对生命绝望，因而举枪自杀。
故事始于2011年。一名杀害年轻女人的杀人狂让首都陷入恐慌，大尉米哈伊尔·索洛维约夫警官追踪这名杀人狂已经两年多。在一次逃避追捕过程中，杀人狂用汽车将索洛维约夫撞倒在地。醒来后，索洛维约夫发现自己穿越回了1979年的苏联。虽然不知道自己身上到底发生了什么，苏联警察索洛维约夫正努力地适应周遭的新环境，同时也在试图找出自己穿越的原因。
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