L'épisode débute juste après la fin de La Prophétie de Noël. Le Docteur vient de se régénérer et le TARDIS, incontrôlable, plonge vers la Terre. Après avoir évité de peu une collision avec Big Ben, il s'écrase dans le jardin de la maison de la jeune Amelia Pond dans le petit village de Leadworth. Amelia fait entrer le Docteur et l'aide à satisfaire ses étranges pulsions alimentaires consécutives à sa régénération avant de l'emmener à l'étage pour lui montrer la fissure dans le mur de sa chambre. Le Docteur découvre que ce n'est pas une simple fissure dans un mur, mais une fissure dans la structure même de l'espace-temps, et que, de l'autre côté, se trouve une prison des Atraxi. Les Atraxi annoncent au Docteur et à Amelia que « Le Prisonnier zéro s'est échappé », mais avant que le Docteur puisse leur apporter son aide il est interrompu par la cloche du TARDIS : s'ils ne sont pas stabilisés, les moteurs vont se consumer. Le Docteur doit piloter le TARDIS pour empêcher les moteurs d'entrer en phase. Il promet à Amelia de revenir dans cinq minutes et disparaît. La petite fille monte dans sa chambre préparer sa valise puis redescend l'attendre.

Le Docteur revient mais découvre que pour Amélia, douze ans se sont écoulés. Amelia, appelée à présent Amy, a un travail de bisougramme3 et utilise son costume de policière pour « arrêter » le Docteur quand il entre à nouveau dans la maison. Il lui explique que le Prisonnier zéro vit caché dans sa maison depuis des années grâce au filtre de perception installé sur l'une des chambres de l'étage. Le Prisonnier zéro prend la forme d'un patient comateux, un malade hospitalisé là où le petit-ami d'Amy, Rory Williams, est infirmier. Le Prisonnier les chasse de la maison après que le message des Atraxi du début de l'épisode commence à être diffusé à travers chaque télévision, radio et appareil électronique du monde, ajoutant que la « résidence humaine » sera désintégrée si le Prisonnier zéro ne se livre pas. Le Docteur réalise qu'ils font référence à la planète tout entière...

Le Docteur évalue qu'ils ont vingt minutes avant que les armes des Atraxi accumulent suffisamment de puissance pour détruire la Terre, donc vingt minutes pour sauver le monde. Il découvre aussi qu'Amy a fabriqué des poupées et fait des dessins de lui depuis son accident il y a douze ans. Armé de ses connaissances, il utilise l'ordinateur portable d'un habitant du village et le téléphone de Rory pour transmettre un virus informatique à travers le monde qui règle toutes les horloges et affichages électroniques sur le nombre zéro, indiquant par là aux Atraxi la présence du Prisonnier zéro et permettant de les conduire à Leadworth, à la source du virus. Dans un face-à-face dans la section des comateux de l'hôpital, le Prisonnier zéro à l'aspect de serpent tente de voler les rêves et souvenirs d'Amy pour les utiliser comme déguisement, prenant l'aspect du Docteur et d'Amy enfant, mais le Docteur force Amy à penser en fait au Prisonnier sans déguisement (qu'elle a vu auparavant dans la maison) ; ainsi le Prisonnier zéro prend son apparence originelle et est recapturé par les Atraxi.

Ces derniers étant sur le point de partir, le Docteur les rappelle et vole son nouveau costume dans les vestiaires de l'hôpital pour avoir une « réunion » avec eux sur le toit du bâtiment. Il leur dit que des extra-terrestres ont déjà envahi la Terre et de regarder comment ils ont été vaincus. Les Atraxi découvrent qui est le Docteur et partent rapidement. Le Seigneur du Temps retourne au TARDIS, qui a fini de se réparer lui-même. Il part pour un vol d'essai et revient à nouveau vers Amy en retard, cette fois deux ans ont passé. Il montre à Amy le TARDIS régénéré et elle accepte de voyager avec lui à la condition qu'il la ramène le lendemain. À la fin, sa chambre est montrée et on aperçoit une robe blanche, sous-entendant que le jour suivant est le jour de son mariage.

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Le Docteur et Amy rencontrent Starship UK, un vaisseau colonie terrien qui a quitté la planète à la suite d'éruptions solaires dévastatrices, et qui renferme l'ensemble du Royaume-Uni sauf l'Écosse, qui a voulu son propre vaisseau. À bord, le Docteur tente de réconforter Mandy, douze ans, dont les larmes silencieuses ne sont pas consolées par les autres passagers, parce que, théorise le Docteur, ils savent déjà ce qui ne va pas.

Amy suit Mandy et trouve un « trou » protégé par des panneaux d'interdiction. Les franchissant, elle découvre le tentacule d'une créature géante et recule pour se trouver confrontée à quatre personnages encapuchonnés dont l'un l'anesthésie par un gaz dans sa chevalière ; un autre de ces personnages avait un peu auparavant annoncé la présence du Docteur à une femme masquée. Alors que le Docteur explore la salle des machines, la même femme masquée lui apparaît. Se présentant sous le nom de Liz Dix, elle confirme au Docteur sa suspicion que le vaisseau se déplace sans moteur.

Amy reprend conscience dans un isoloir informatique. Là, comme c'est le cas pour les passagers de plus de seize ans tous les cinq ans, la vérité sur Starship UK lui est révélée. Après avoir visionné les images, elle doit choisir soit de « protester » soit d'« oublier » ce qu'elle a vu. Amy choisit d'oublier, mais non sans avoir enregistré un message à elle-même lui enjoignant de ramener le Docteur au TARDIS et de l'éloigner du vaisseau. Amy n'informe pas le Docteur de la situation, et il est impossible au Seigneur du Temps de voir le message car le système ne le considère pas comme humain. Il se contente de choisir le bouton « protester ». Cela l'envoie ainsi qu'Amy sur un toboggan vers les zones les plus basses du vaisseau.

Le Docteur et Amy atterrissent dans la gueule d'un énorme animal, que le Docteur force à vomir et à les expulser vers une vanne de décharge. Refusant d'appuyer sur le bouton « oublier » et d'ouvrir la porte qui les ramènerait au pont principal, ils sont attaqués par deux Automates, les créatures robotiques qui assurent la surveillance du vaisseau. Ils sont secourus par Liz Dix, qui se révèle être la Reine Élisabeth X. Elle explique qu'elle enquête sur l'infestation du vaisseau par des créatures depuis qu'elle a commencé son règne il y a dix ans, et qu'elle travaille ainsi souterrainement contre son propre gouvernement.

Le Docteur, Amy, la Reine et Mandy sont alors conduits à la Tour de Londres, qui est située dans les entrailles du vaisseau, pour enquêter sur la bête. Là il est révélé que le vaisseau est propulsé par la dernière Baleine Stellaire, domptée par un rayon qui pénètre son cerveau. Le Docteur et la Reine sont indignés par la cruauté infligée à la Baleine Stellaire, et Élisabeth X demande qu'elle soit libérée. Hawthorne, le gardien de la créature dans la Tour, lui déclare que c'est elle-même qui a ordonné à l'origine la mise en place de ce système.

Dans un message vidéo, Élisabeth X explique comment le peuple britannique a dû affronter la perspective de sa destruction quand la Terre a été dévastée par des éruptions solaires. La Baleine Stellaire est apparue comme un « miracle », et les Britanniques l'ont capturée et utilisée pour propulser leur vaisseau spatial. Élisabeth X doit décider d'oublier, comme elle l'a fait tous les dix ans depuis des siècles, ou d'abdiquer, libérant ainsi la Baleine Stellaire et détruisant le vaisseau.

Le Docteur comprend qu'Amy a choisi elle aussi d'oublier l'existence de la Baleine Stellaire afin qu'il ne soit pas confronté à un dilemme entre le salut des humains et celui de la créature. Il décide alors de détruire le cerveau de la Baleine Stellaire, mettant ainsi fin à ses souffrances tout en préservant les humains à bord. Amy, cependant, réalise l'amour de la Baleine Stellaire pour les enfants et comprend que sa torture était inutile ; elle est allée vers les Britanniques afin de les aider. Elle force Élisabeth X à appuyer sur le bouton « abdiquer », et après une brève période de turbulences la Baleine Stellaire continue à propulser le vaisseau.

Amy explique au Docteur qu'elle a identifié la bonté de la Baleine Stellaire, dernière de sa race, avec celle du Seigneur du Temps. Sur le point de révéler son mariage prochain au Docteur, elle est interrompue par un appel téléphonique au TARDIS de Winston Churchill, qui se trouve face à un Dalek.

À la fin de l'épisode, on aperçoit sur Starship UK une fissure semblable à celle présente sur le mur de la chambre d'Amy dans le premier épisode, Le Prisonnier zéro.

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Le TARDIS, avec un mois de retard, se matérialise à l'intérieur d'une base militaire secrète du gouvernement britannique pendant la Seconde Guerre mondiale, afin de répondre à l'appel à l'aide de Winston Churchill - un ami du Docteur - dans La Bête des bas-fonds. Lorsqu'un raid de la Luftwaffe s'approche de Londres, Churchill emmène le Docteur et Amy sur le toit afin de leur montrer sa toute dernière arme secrète. Alors que l'escadrille de Stukas apparaît dans le ciel au-dessus de Londres ravagé par le Blitz, ils sont abattus avec une précision étonnante par les « Hommes de Fer ». Le professeur Edwin Bracewell, l'homme responsable du projet « Hommes de Fer », révèle à la demande du Docteur un Dalek en tenue de camouflage, orné du drapeau britannique et servilement obéissant.

Bien que le Docteur affirme que ce sont des extra-terrestres, le professeur maintient qu'il a inventé les « Hommes de Fer », et qu'ils sont dociles, offrant toujours de l'aide à leurs collègues humains et leur servant même le thé. Churchill les défend, à la pensée des victoires qu'ils pourraient lui assurer. Le Docteur tente de faire raconter par Amy l'invasion de la Terre par les Daleks, mais la jeune femme n'en a étrangement aucun souvenir.

Le Docteur, décidé à prouver la malfaisance des Daleks, demande à Bracewell comment l'idée des Daleks lui est venue. En réponse, le professeur montre au Docteur quelques autres inventions hautement avancées de son crû. Quand Churchill et les Daleks entrent dans la pièce, le Docteur en frappe un à plusieurs reprises pour le pousser à réagir. Il finit par affirmer : « Je suis le Docteur, et vous êtes les Daleks ! », avant de propulser le Dalek à travers la pièce d'un coup de pied. Le Dalek revient alors à sa vraie personnalité, révélant son identité véritable. Un autre Dalek repasse l'enregistrement des paroles du Docteur, avant de transmettre ce « témoignage » à un vaisseau Dalek, caché derrière la Lune. Alors que deux soldats se ruent pour arrêter les Daleks, ils sont exterminés. Comme le professeur leur hurle d'arrêter, un des Daleks lui tire dans la main, ne laissant que quelques câblages, révélant que Bracewell est un androïde et que ce sont eux ses créateurs, avant de se téléporter.

Le Docteur se précipite vers le TARDIS, disant à Amy de rester à Londres car c'est trop dangereux. Le TARDIS se matérialise à l'intérieur du vaisseau Dalek. Le Docteur prétend détenir un système d'autodestruction du TARDIS (en fait un biscuit à la confiture), afin que les Daleks ne l'exterminent pas. Les Daleks révèlent qu'un vaisseau a survécu à la destruction de la race des Daleks dans « La Fin du voyage », et qu'il est allé rechercher le dernier progéniteur, une matrice de reproduction Dalek. Le Docteur comprend qu'ils ont construit le professeur Bracewell parce que le progéniteur ne les reconnaissait pas comme Daleks. Si les Daleks rejoignaient l'armée britannique, Winston Churchill ferait venir le Docteur, et le Docteur confirmerait leur nature de Daleks. La matrice a accepté cette preuve, parce que le Docteur est le plus grand ennemi des Daleks.

Les Daleks disent alors au Docteur de partir, sinon ils détruiront Londres. Le Docteur réplique que leur vaisseau est trop endommagé pour permettre cela. Les Daleks utilisent alors un rayon pour allumer toutes les lumières de Londres, en faisant une cible facile pour les bombardiers de la Luftwaffe, et rendant les efforts de Blackout de Londres inutiles. À ce moment la matrice termine son processus, et crée une "nouvelle génération", consistant en 5 Daleks "purs", plus grands, plus imposants, et vraisemblablement plus puissants que leurs prédécesseurs, et qui d'ailleurs désintègrent les Daleks originaux, qui s'offrent volontairement à l'extermination. Dans la base secrète, Amy et Churchill réalisent qu'ils peuvent mettre à contribution le professeur Bracewell pour riposter aux Daleks. L'empêchant de se suicider, ils le convainquent de les aider à envoyer quelques Spitfires modifiés contre le vaisseau Dalek, en les équipant de canons laser Dalek et de la technologie de l'anti-gravité. Les Daleks découvrent que le Docteur ne dispose pas réellement d'un dispositif d'auto-destruction, au moment où les Spitfires commencent leur attaque. Les Spitfires détruisent le transmetteur Dalek, avec l'aide du Docteur. Les Daleks disent alors au Docteur d'arrêter l'attaque contre leur vaisseau ou ils détruiront la Terre en utilisant une bombe à "continuum de destruction" dissimulée à l'intérieur du professeur Bracewell.

Le Docteur retourne sur Terre en urgence afin d'empêcher l'explosion mais laissant ainsi les Daleks libres de s'enfuir. Ils expose la bombe à l'intérieur de Bracewell, se rendant compte que la seule façon de l'empêcher d'exploser est de convaincre Bracewell qu'il est humain, et pas une bombe. Il essaie de rappeler au professeur tous ses souvenirs et combien ils sont pénibles, mais semble incapable de mettre fin au compte à rebours. Alors que le Continuum de destruction est sur le point d'exploser, Amy entre en scène et lui demande s'il a déjà "craqué pour une personne qui n'était pas faite pour [lui]". Alors qu'il médite sur cela, le compte à rebours s'arrête et repart en arrière, annulant l'explosion. Le Docteur se précipite immédiatement pour arrêter les Daleks, mais le professeur lui dit qu'ils se sont échappés. Un bref instant, il a l'impression d'avoir échoué, mais Amy lui rappelle qu'il vient de sauver la Terre.

Après avoir fait leurs adieux à Churchill et à son équipe, le Docteur demeure très étonné qu'Amy ne se souvienne pas des Daleks pendant les événements de « La Terre volée » et « La Fin du voyage » et le TARDIS se dématérialise. Derrière l'endroit où il se trouvait une fissure brillante est visible, la même que celle des épisodes précédents.

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Le docteur River Song, enquêtant sur un objet transporté à bord du vaisseau spatial le Byzantium, enregistre un message sur un témoin retour, une forme de boîte noire très avancée. 12 000 ans plus tard, le Doctor et Amy découvrent le message lors d'une visite aux archives Delerium, un musée qui exposait le témoin retour comme un vestige archéologique. Le Docteur se précipite et récupère River alors qu'elle s'échappe du Byzantium en ouvrant un des sas donnant sur le vide. Le TARDIS se lance à la poursuite du vaisseau, qui s'écrase sur Alfava Metraxis. Là, River envoie un message à un groupe de religieux militaires qui se téléportent sur la planète. River Song demande au Docteur ce qu'il sait des Anges Pleureurs.

Le Docteur, Amy, et River visionnent une bande vidéo en boucle de quatre secondes enregistrant un Ange Pleureur dans les soutes du vaisseau. Cependant, alors que le Docteur et River se sont éloignés, Amy tourne le dos à l'écran, et voit que l'Ange s'est déplacé dans l'enregistrement. Il lui fait à présent face. Elle le regarde dans les yeux, et il montre les dents. Amy appelle le Docteur à l'aide et l'image de l'Ange sort de l'écran. Pendant ce temps, River et le Docteur parcourent un livre ancien consacré aux Anges. Dans ce livre, aucune image d'Ange ne figure. Le Docteur lit alors un passage qui dit que « ce qui contient l'image d'un Ange, devient physiquement un Ange », et comprend qu'Amy court un grave danger. Le Docteur ne peut rejoindre Amy car la porte de la pièce est verrouillée et River ne parvient pas à la découper, l'Ange agissant sur les systèmes de la pièce pour empêcher toute intrusion. Alors que le Docteur répète à Amy de ne pas cligner des yeux et qu'avec River, ils essaient de pénétrer à l'intérieur de la pièce, Amy parvient à mettre l'enregistrement en pause sur un décrochage de l'image, se sauvant ainsi.

Le groupe militaire religieux pénètre dans le « labyrinthe de la mort », des catacombes où les défunts d'Alfava Metraxis sont enfouis dans les murs, afin de pouvoir monter vers l'épave du Byzantium. L'endroit est un sombre réseau de grottes sur plusieurs niveaux, rempli de statues, ce qui paraît une parfaite cachette pour un Ange Pleureur. Trois soldats ont la nuque brisée par l'Ange, ce qui inquiète le Docteur, car ce n'est pas ainsi qu'ils procèdent habituellement. L'Ange utilise la conscience d'un des soldats qu'il a tués pour communiquer avec le Docteur. Celui-ci finit par comprendre que toutes les statues du labyrinthe sont des Anges, et que l'Ange qui est presque parvenu à tuer Amy a réussi à affecter sa perception des choses, la convainquant que sa main se pétrifie et que de la poussière sort de son œil quand elle le frotte.

Le Docteur et ses compagnons sont pris au piège, cernés par les Anges de tous côtés. L'épisode se termine sur le Docteur détruisant la sphère de gravité qui éclaire la grotte, d'un coup de pistolet.

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