Mentre Beckett lotta per la vita, Castle cerca di trovare il responsabile della sparatoria. Nel frattempo Ryan ed Esposito cercano di adattarsi all'arrivo del nuovo boss.

Castle e Beckett cercano di risolvere un omicidio senza cadavere, indagando sulla sanguinosa scena del crimine per trovare degli indizi per seguire una pista qualunque. Alexis sta aspettando notizie dall'università di Stanford.

Castle e Beckett stanno indagando sull'omicidio di una donna commesso dalla pistola rubata di Ryan che all'epoca venne trafugata dal 3XK killler.

Una statua di grande valore viene rubata da un museo e il direttore del museo è il primo sospettato. Castle e Beckett indagano con l'aiuto di un investigatrice privata che lavora per la compagnia di assicurazioni.

Durante una ricerca 'paranormale' un famigerato acchiappafantasmi viene ucciso. Castle e Beckett indagano sull'omicidio e sulla casa infestata.

Rick e Martha vengono presi in ostaggio durante una rapina in banca. Le cose si complicano perché Beckett deve fare riferimento a un negoziatore e Castle ha delle informazioni vitali che non può comunicare all'esterno.

L'assassinio di un proprietario di un casino ad Atlantic City porta le indagini in due diverse città. Mentre Beckett e Gates rimangono a New York, Castle e gli altri detective si recano ad Atlantic City per indagare.

Il team sta lavorando su un caso molto difficile che riguarda un cecchino coinvolto in una serie di uccisioni senza apparente motivo. Beckett ha ancora qualche difficoltà per via della sua PTSD (post traumatic stress disorder).

Castle e Beckett si risvegliano, dopo essere stati drogati, ammanettati insieme in un seminterrato. Mentre loro tentano il possibile per ricordare cosa è successo e un modo per scappare, Ryan ed Esposito lavorano con il loro capitano per ritrovarli prima che sia troppo tardi.

Castle e Beckett indagano sulla morte di un don Giovanni e gli sviluppi delle indagini potrebbero causare qualche problema per la cerimonia matrimoniale di Ryan.

Una donna viene ritrovata morta in un'auto che era in affitto al Municipio nella persona del Sindaco. Il Capitano Gates insiste perché Castle venga rimosso dal caso vista la sua amicizia con un potenziale sospettato.

La star di un popolare reality show è la chiave di un'indagine sulla morte di un rinomato 'dog whisperer'. Un famoso terapista è contattata dal team per scoprire che uno dei suoi clienti ha assistito all'omicidio.

Per risolvere l'attuale scia di omicidi implicati in una caccia al tesoro, Castle e Beckett devono risolvere il caso di omicidio del 1947 che coinvolgeva un detective privato d'altri tempi.

Una cospirazione internazionale è collegata al killer che Beckett e Castle stanno inseguendo. Una sexy agente della CIA che ha dei contatti con Castle, si unisce al caso.

Il tempo sta per scadere e Castle e Beckett fanno di tutto per rintracciare Linchpin per evitare qualcosa che potrebbe portare il paese sull'orlo di una guerra.

Menzogne, tradimento e segreti sono parte del caso del killer delle fiabe. Castle e Beckett non riescono a trovare indizi sui corpi delle due donne ritrovate nel parco vestite come Cappuccetto Rosso e Biancaneve.

Odette Morton, una delle partecipanti della gara di uno show televisivo, viene ritrovata uccisa nel suo camerino. Castle e Beckett cercano di aggirare i molti ostacoli del caso ma addentrandosi nel passato di Odette, scoprono che questa stellina stava nascondendo un segreto scioccante.

Una bomba esplode durante una marcia di protesta uccidendo cinque persone. Castle e Beckett si rendono conto che per risolvere il caso devono ricostruire i 47 secondi di tempo prima dell'esplosione. Usando dei video e le testimonianze della gente scoprono la scioccante verità.

Un affascinante detective di Scotland Yard, Simon Hunt, sta lavorando con Castle e Beckett per trovare il killer che ha ucciso la figlia di un suo amico. Lanie convince Beckett che deve prendere una decisione in merito a Rick prima che sia troppo tardi.

La tensione tra Castle e Beckett aumenta sempre di più e Castle si ritrova a indagare su un caso con un altro partner, il detective Ethan Slaughter, un uomo duro che lavorava nell'unità dedicata alle gang di strada.

Il corpo di una vittima viene rinvenuto con segni di morsi e l'unico testimone oculare insiste che si è trattato dell'attacco di zombie. Castle, Beckett e il resto del team devono addentrarsi nel giro degli adoratori degli zombie per cercare una traccia che porti alla risoluzione del caso.

Castle e Beckett affrontano finalmente i problemi che ci sono tra di loro quando un caso si rivela essere connesso alla sparatoria in cui Kate è rimasta ferita e all'omicidio di sua madre.