Op het Jeffersonian Instituut werkt Temperance Brennan die als forensisch antropologe samen met haar team van uitermate getalenteerde wetenschappers de FBI helpt om moordzaken op te lossen. Niet alleen oude, onopgeloste moordzaken worden opgelost, maar ook recente moordzaken. Tijdens haar werk voor de FBI werkt ze samen met Seeley Booth. Tussen de FBI en het Jeffersonian Instituut bestaan soms onenigheden, zoals die ook tussen Brennan en Booth bestaan. Maar uiteindelijk lossen de twee partijen de zaken altijd weer op.
Een dramatische serie over een vrouwelijke forensisch antropologe die ingrijpt om misdaden op te lossen wanneer andere methoden falen. Gebaseerd op het waargebeurde werk van Kathy Reichs.
Een autobom explodeert voor een drukbezocht café, waarbij de bestuurder en een aantal cafébezoekers om het leven komen en anderen gewond raken. Omdat de auto geregistreerd stond op naam van een prominent man uit het Midden-Oosten met banden met de Amerikaanse overheid, roept agent Booth de hulp in van dokter Brennan om de bestuurder te identificeren.
Wanneer het ontbindende lijk van de zoon van de Venezolaanse ambassadeur hangend aan een boom op de campus van een exclusieve privéschool wordt gevonden, worden Dr. Temperance Brennan en Agent Seeley Booth ingeschakeld om de zaak te onderzoeken. De doodsoorzaak lijkt zelfmoord te zijn, maar zowel Brennan als Booth vermoeden dat er een andere doodsoorzaak in het spel kan zijn.
Wanneer een menselijke arm in de maag van een zwarte beer wordt gevonden, reizen Brennan en Booth naar de staat Washington om de zaak te onderzoeken. Ze doorzoeken een klein stadje naar aanwijzingen en ontdekken dat er sprake is van ritueel kannibalisme. Nadat een symbool wijst op het beroep van de verdachte, beseffen Brennan en Booth dat er soms meer achter een autopsie schuilgaat.
Brennan concludeert dat Charlie seksueel is misbruikt voordat hij werd vermoord, wat Booth doet vermoeden dat ze op jacht zijn naar een seriemoordenaar. Wanneer de hoofdverdachte is uitgesloten, brengen Booth en Brennan een hartverscheurend bezoek aan Charlies moeder, Margaret, om haar te vertellen dat Charlies moordenaar nog steeds op vrije voet is.
Wanneer Brennan en Angela in een vechtpartij in een nachtclub terechtkomen, trapt Brennan iemand tegen een muur, waardoor de muur openbreekt en een gemummificeerd lijk en een voorraad methamfetamine tevoorschijn komen.
De ter dood veroordeelde Howard Epps zal over 32 uur door middel van een dodelijke injectie worden geëxecuteerd voor de moord op de 17-jarige April Wright. Epps' advocaat, Amy Morton, doet op het laatste moment een beroep op Booth, de man die Epps arresteerde, om de zaak opnieuw te bekijken. Booth is ervan overtuigd dat Epps schuldig is, maar erkent dat er nog een aantal losse eindjes in de zaak zitten.
Brennans voormalige professor in forensische antropologie – en ex-geliefde – Dr. Michael Stires, verrast haar met een bezoek aan haar lab in het Jeffersonian, terwijl hij in de stad is voor een sollicitatiegesprek. Terwijl ze plannen maken om die avond samen te eten, rijdt Booth een vieze koelkast binnen, waarin de ontbindende resten van een jonge vrouw te zien zijn.
Bouwvakkers vinden een skelet in een oude schuilkelder uit de jaren 50 en het Jeffersonian Institute wordt ingeschakeld om de overblijfselen te identificeren. Wanneer Zack in het bot snijdt, laat hij per ongeluk sporen van de dodelijke schimmel Valley Fever vrij, waardoor het team tijdens de kerstdagen in quarantaine in het lab moet. Terwijl iedereen probeert de kerstsfeer erin te houden, stort Brennan zich op het oplossen van het mysterie van de schuilkelder.
Brennan en Booth gaan naar Los Angeles om de zaak te onderzoeken.
Wanneer het verbrande lichaam van een vrouw wordt gevonden in een auto met aanwijzingen dat haar kind is ontvoerd, verdenken Brennan en Booth de vader, Carl Decker. Maar de zaak wordt gecompliceerd wanneer blijkt dat Decker in het getuigenbeschermingsprogramma zit. Over twee dagen moet hij voor een jury getuigen dat zijn bedrijf defecte kogelwerende vesten naar Irak heeft gestuurd.
FBI-agent Seeley Booth schakelt de hulp in van dokter Temperance Brennan wanneer een ontbonden lichaam wordt gevonden in een steegje en de doodsoorzaak onbekend is. Terwijl Brennan probeert vast te stellen of er sprake is van een moord, raakt ze steeds meer betrokken bij de zaak en is ze vastbesloten Booth te helpen de moordenaar van de tiener te vinden.
Booth en Brennan onderzoeken een zaak wanneer een Salvadoraans bendelid wordt aangehouden met het opgegraven lijk van een jonge vrouw in de kofferbak van zijn auto. Ze vinden de begraafplaats van de vrouw, maar wanneer ze haar lege graf onderzoeken, ontdekken ze een tweede leeg graf. Aanwijzingen leiden hen naar het huis van een rijke senator en het onderzoek wordt steeds ingewikkelder omdat niemand de waarheid wil vertellen.
Brennan en Zack worden naar de crashlocatie geroepen van een klein vliegtuigje met Chinese diplomaten en een mysterieuze vrouwelijke passagier aan boord. Op de plek des onheils ontdekt Brennan drie kleine botfragmenten die niet van het vliegtuig afkomstig zijn en mogelijk verband houden met een lokale man die vijf jaar eerder vermist raakte. Nadat Dr. Goodman de rechercheurs opdraagt zich volledig te concentreren op de zaak van de Chinese diplomaat, duikt Jesse Kane, de zoon van de vermiste man, op. Hij is ervan overtuigd dat de botfragmenten van zijn vader afkomstig zijn. Brennan en de rechercheurs proberen een mysterieuze moord op te lossen waarbij een sluwe jonge vrouw en een lokale onderhoudsmedewerker betrokken zijn, terwijl ze Goodman in het ongewisse laten. Naarmate het forensisch bewijs zich opstapelt, moet Brennan de mogelijkheid overwegen dat Jesse iets met de dood van zijn vader te maken heeft.
Wanneer Brennan op het punt staat haar online date voor het eerst te ontmoeten in een lokaal restaurant, ontsnapt ze ternauwernood aan een schietpartij. Samen met Booth probeert ze de man te vinden die haar online heeft proberen te vermoorden. Was het de man die ze online had ontmoet? Of is het iemand die verbonden is aan een van de twee lichamen die ze onderzoekt: het slachtoffer van een maffia-aanslag en het slachtoffer van een seriemoordenaar? Brennan laat zich niet ontmoedigen en staat erop alle onderzoeken voort te zetten, terwijl Booth haar trouw blijft – totdat hij zelf het slachtoffer wordt van een bomaanslag op Brennans koelkast. Booth wordt in het ziekenhuis opgenomen en Brennan krijgt bescherming van FBI-agent Kenton, maar die bescherming is niet genoeg en Booth moet alles op alles zetten om Brennans leven te redden.
Wanneer de stoffelijke resten van een jonge documentairemaker worden gevonden in een ventilatieschacht in een ondergrondse tunnel in Washington, DC, moeten Brennan en Booth zich wagen in het doolhof van tunnels onder de stad. Daar ontdekken ze tot hun verbazing een wereld van opvangcentra voor daklozen onder de grond. Aanwijzingen doen hen vermoeden dat een man die ondergronds woont betrokken is bij de moord, maar in plaats daarvan geeft hij hen waardevolle informatie over het doel van het ondergrondse project van het slachtoffer.
Tijdens een vakantie in de woestijn neemt Angela contact op met Brennan om haar hulp te vragen bij het identificeren van een schedel. Ze vreest dat het de schedel van haar vriend Kirk is, die voor een fotoshoot is vertrokken en al een paar dagen vermist is. De schedel wordt naar het laboratorium gestuurd, waar Zack en Hodgins bevestigen dat het slachtoffer is overleden aan een schotwond, sporen van peyote in zijn haar had en, helaas, Kirk is. Booth denkt dat de moord drugsgerelateerd is, maar het onderzoek leidt hen naar een vervalsingsbende midden in de woestijn.
Wanneer een lijk wordt gevonden dat een 300 jaar oud vingerbotje vasthoudt, leidt het onderzoek van Booth en Brennan hen naar een duikplek voor de kust van Assateague Island, waar mogelijk een piratenschat begraven ligt. Het onderzoek onthult de mogelijkheid dat de skeletresten door een verrassende dader met een egoïstisch motief op de duikplek zijn neergelegd.
Als Brennan wakker wordt in de badkamer van haar motelkamer, weet ze niet hoe ze daar terecht is gekomen.
Booths baas wacht vol spanning op informatie van de artsen over de doodsoorzaak van zijn dochter.
Booth en Brennan onderzoeken de ogenschijnlijke zelfmoord van een demonstrant op Arlington National Cemetery. Maar Brennan en haar team ontdekken dat het geen zelfmoord was, maar moord, en dat het slachtoffer een soldaat was die in Irak had gediend, en geen oorlogsprotetant zoals aanvankelijk werd gedacht. Booth en Brennan zetten het moordonderzoek voort en ondervragen de Amerikaanse soldaten met wie het slachtoffer in Irak had gediend. Hun onderzoek leidt tot veel onbeantwoorde vragen over de militaire eenheid van het slachtoffer in Irak en de acties die ze daar tijdens patrouilles ondernamen. Naarmate ze meer informatie over de zaak boven water halen, wijzen alle aanwijzingen op een mogelijke doofpotaffaire binnen het leger. Ondertussen betreurt Booth de gruwelen van de oorlog en zijn eigen duistere verleden als militair scherpschutter.
Tijdens haar poging om de identiteit van een onbekende vrouw te achterhalen, ontdekt Brennan tot haar grote schrik dat het de stoffelijke resten van haar moeder zijn, die vijftien jaar geleden samen met haar vader verdween. Na jaren van onzekerheid en onwetendheid over wat er met haar ouders was gebeurd, krijgt Brennan eindelijk bevestiging van de dood van haar moeder, en het nieuws komt begrijpelijkerwijs hard aan. Nu de stoffelijke resten zijn gevonden, kan Booth voor het eerst een onderzoek naar de zaak starten. Na onderzoek naar het leven van Brennans ouders, verrast Booth haar met het nieuws dat haar ouders niet waren wie ze dacht dat ze waren – beiden waren outlaws die onder een valse identiteit leefden. Terwijl het team probeert meer informatie uit het skelet van haar moeder te halen, voelt Brennan zich nu meer dan ooit een onbekende vrouw. Naarmate er meer details over het verleden van haar ouders, en ook over haar eigen verleden, aan het licht komen, moet Brennan een compleet nieuwe realiteit onder ogen zien.