Emma, Regina, Biancaneve, David, Tremotino e Uncino giungono sull' Isola che non c'è per salvare Henry. Qui scoprono chi è il misterioso personaggio per cui lavorano Greg e Tamara: Peter Pan (che si scopre essere anche il padre perduto di Tremotino, tornato ragazzo dopo essersi trasferito sull'Isola che non c'è) desideroso di servirsi del Cuore di Henry (il cuore del vero credente) per raggiungere l'immortalità e restare giovane. Sventato il folle piano di Peter Pan, e ritrovatosi con Neal, il gruppo riesce a salvare Henry e a tornare a Storybrooke ignari del fatto che lo spirito di Peter si trovi nel corpo del piccolo Henry. Qui Peter riesce a recuperare il Sortilegio oscuro e ad evocarlo con l'intento di creare una nuova Isola che non c'è e regnarvi incontrastato. Con un atto di estremo coraggio Tremotino si sacrifica e sconfigge Peter, Henry recupera le proprie sembianze e Regina riesce a fermare gli effetti del sortilegio, ma a caro prezzo: tutti i personaggi di Storybrooke torneranno nella Foresta Incantata ed Emma ed Henry non ricorderanno nulla, cancellando di fatto tutti gli avvenimenti accaduti a causa del sortilegio. Un anno dopo tali eventi, Emma (che grazie ad Uncino ha riacquisto la memoria) e Henry ritorneranno a Storybrooke, in quanto una nuova minaccia incombe sulla popolazione della Foresta Incantata: la Malvagia Strega dell'Ovest, proveniente da Oz, ha lanciato un nuovo sortilegio e gli abitanti sono ritornati nel Mondo senza magia, senza ricordi dell'anno passato. Emma, la sua famiglia e i suoi amici devono affrontare così la Strega (la quale tiene in pugno Tremotino) che vuole distruggere a tutti i costi Regina, sua sorellastra, per la vita che non ha avuto, tornando indietro nel tempo così da modificare la storia. L'unica in grado di sconfiggerla è Emma, che custodisce la magia bianca. Zelena riesce ad aprire il portale verso il passato, ma viene fermata in tempo e in seguito uccisa. Tuttavia, Emma ed Uncino cadono nel portale aperto e vengono catapultati nella Foresta Incantata del passato: accidentalmente modificano l'intero corso della storia, e devono così fare in modo di riportare gli eventi sulla strada corretta. Al ritorno nel presente, porteranno inconsapevolmente un nuovo personaggio in città. In questa stagione vengono introdotti nuovi personaggi come la fata Trilli, la sirena Ariel, la Strega Malvagia dell'Ovest e ritornerà Robin Hood, già apparso in un episodio della stagione precedente, mentre nel finale di stagione viene introdotto un personaggio fondamentale per la quarta stagione, la Regina Elsa.