Die Pilotfolge der ersten Staffel beginnt mit einer Nahaufnahme auf ein menschliches Auge, das sich erschrocken öffnet. Ein Mann im Anzug wacht offensichtlich verwirrt mitten im Dschungel auf. Ein Labrador läuft aus dem Gebüsch auf ihn zu, wirbelt wieder herum und verschwindet im Dschungel. Der Mann folgt dem Hund und kommt einer unheimlichen Geräuschquelle immer näher. Er befindet sich kurze Zeit später an einem Strand, wo das Ausmaß der Katastrophe, deren Opfer er geworden ist, offensichtlich wird. Er ist einer der 48 Überlebenden des Fluges 815 der Fluggesellschaft Oceanic Airlines, der vom australischen Sydney nach Los Angeles unterwegs war und soeben über einer verlassen wirkenden, mehrere Quadratkilometer großen Insel mit Bergen und Urwald abgestürzt ist. Jack Shephard, so der Name dieses Mannes, ist Arzt und kümmert sich sofort um die im Chaos umherirrenden verletzten Passagiere. Da sich die Chance auf Rettung als sehr gering herausstellt, müssen die Überlebenden sich organisieren, zumal sie sich schon bald mit einer Reihe von Herausforderungen und Gefahren konfrontiert sehen. Sie müssen lernen zu kooperieren, wenn ihre Überlebensbemühungen erfolgreich sein sollen. Die Leitung der Gruppe übernimmt, anfangs widerwillig, Jack, der eine ausgeprägte Führungspersönlichkeit an den Tag legt. Die ersten Episoden der Staffel dienen dazu, dem Zuschauer durch Rückblenden (engl. Flashbacks) Einblicke in die Vergangenheit der Hauptfiguren sowie einige mysteriöse Geschehnisse auf der Insel näher zu bringen. So begegnen die Überlebenden unter anderem einem mysteriösen Monster, das augenscheinlich aus einer Wolke schwarzen Rauches besteht. Das Rauchmonster ist für mindestens einen Todesfall verantwortlich und terrorisiert die übrigen Überlebenden fortwährend. Zudem kann der zuvor mehrere Jahre lang querschnittgelähmte John Locke seit dem Absturz wieder ohne Probleme laufen, wovon allerdings zunächst nur der Zuschauer weiß. Des Weiteren versuchen einige der Überlebenden, unter ihnen der Iraker Sayid Jarrah, ein ehemaliger Offizier der Republikanischen Garde, ein Funkgerät aus dem Cockpit zu reparieren und einen Notruf abzusenden. Dabei wird ein rätselhaftes Funksignal in französischer Sprache empfangen, das bereits seit 16 Jahren abgesendet wird und die Frequenz blockiert. Zunehmend schwinden die Hoffnungen, von der Insel gerettet zu werden, und die Überlebenden beginnen, sich nach und nach einzuleben. Die Beziehungen untereinander werden intensiver; es entwickeln sich einige Freundschaften, aber auch Feindschaften. Jack verfolgt unter scheinbaren Halluzinationen seinen wenige Tage zuvor in Australien verstorbenen Vater Christian, dessen Sarg sich mit an Bord des abgestürzten Fluges befand. Dabei findet Jack Süßwasser und eine Höhle, in der ein Teil der Überlebenden eine Zeit lang Unterschlupf finden kann. Als Sayid die Insel auf eigene Faust erkundet, wird er von einer mysteriösen Frau namens Danielle Rousseau gefangen genommen. Sie behauptet, die einzige Überlebende einer schiffbrüchigen Mannschaft zu sein, die auf der Insel umgekommen sei. Angeblich hat Danielle ihre eigenen Leute getötet, nachdem sie sich mit einer nicht näher erklärten Krankheit infiziert haben sollen. Sie war es auch, die damals den besagten Notruf abgesendet hat. Zudem brachte Danielle laut eigener Aussage auf der Insel eine Tochter namens Alex zur Welt, die bald darauf von einer ominösen Gruppe von Personen, von Danielle nur als die Anderen bezeichnet, entführt worden sein soll. Aus einem Zero-Halliburton-Koffer des verstorbenen US-Marshalls, der die flüchtige Straftäterin Kate Austen überführen sollte, entnehmen die Überlebenden Schusswaffen, um sich vor den Gefahren der Insel verteidigen zu können. Die erste Begegnung mit den Anderen haben die Gestrandeten durch einen Mann namens Ethan Rom, der, wie sich heraus stellt, nicht mit im Flugzeug saß und die Gruppe im Auftrag der Anderen infiltriert hat, um diese auskundschaften zu können. Nachdem er jedoch frühzeitig als Anderer erkannt wird, ergreift er die Flucht, wobei er die schwangere Claire Littleton entführt. Nachdem diese ihm etwa zwei Wochen später wieder entwischt, wird er bei dem Versuch, sie wieder in seine Gewalt zu bringen, von den Überlebenden erschossen. Zum Ende der ersten Staffel bringt Claire mit Kates Hilfe einen gesunden Jungen, Aaron, zur Welt. Michael, ein ehemaliger Bauarbeiter, baut mit Hilfe anderer Überlebenden ein Floß, um zusammen mit seinem Sohn Walt, dem der zu Anfang der Serie im Dschungel herum irrende Hund Vincent gehört, die Insel zu verlassen und Hilfe für die übrigen Überlebenden zu holen. Gemeinsam mit Walt und zwei weiteren Überlebenden, James „Sawyer“ Ford und dem Koreaner Jin Kwon, der mit seiner Ehefrau Sun den Absturz überlebt hat, sticht er in See. Schon während der ersten Nacht erscheint zur anfänglichen Freude der Floßfahrer ein Motorboot, dessen Besatzung − bei der es sich offenbar um Angehörige der Anderen handelt − jedoch Walt in ihre Gewalt bringt, das Floß sprengt und Michael, Jin und Sawyer ihrem Schicksal überlässt. Ein weiterer Handlungsstrang dreht sich um eine zunächst verschlossene Luke mitten im Dschungelboden, die ursprünglich von Locke und Boone entdeckt und vor den übrigen Überlebenden eine Zeit lang geheim gehalten wird. Nachdem Boone gegen Ende der Staffel bei einem Unfall im Dschungel ums Leben kommt, weiht Locke nach und nach auch andere Überlebende in seine Entdeckung ein. Etwa zur selben Zeit erscheint Danielle Rousseau im Lager der Überlebenden und warnt sie vor einem baldigen Angriff der Anderen. Jack begibt sich mit einer Gruppe anderer Überlebender zu einem gestrandeten Schiff inmitten der Insel, der „Black Rock“, aus dem sie Dynamit entnehmen, um die Luke aufsprengen zu können, in der Hoffnung, dort Unterschlupf zu finden. Während die Tailenders, die Überlebenden des hinteren Flugzeugteils, stattdessen Michael, Jin und Sawyer während ihrer Strandung auflauern, gelingt es Jack und seinen Begleitern in der letzten Szene der Staffel die Luke tatsächlich aufzusprengen, trotz des Widerwillens von Hugo „Hurley“ Reyes, der glaubt, dass die auf der Seite der Luke eingravierten Zahlen verflucht sind.