Le docteur Temperance Brennan (Emily Deschanel), anthropologue légiste, et l'agent du FBI Seeley Booth (David Boreanaz) sont de retour avec leur équipe à l'institut Jefferson pour une nouvelle saison pleine d'humour noir, de crimes, de mystères et chimie ! Au sommet d'une échelle de crises personnelles - de la grossesse secrète d'Angela à la nouvelle relation de Booth avec un reporter de guerre -, l'équipe prend en chage une série de crimes complexes et odieux. Ils se retrouvent confrontés à un Chupacabra meurtrier, un voyage à Jersey Shore, au dernier retour du Fossoyeur et à un tireur d'élite particulièrement prudent qui tisse une lien fatal avec le passé de Booth.