Lorsque Kate découvre que Castle n’est pas dans la voiture en feu, commence alors une enquête pour retrouver l’écrivain. Seulement, la vérité pourrait bien être beaucoup plus qu’une simple histoire d’enlèvement.

Castle et Beckett enquêtent sur la mort du P.D.G. d’une compagnie de jouets décédé dans des conditions étranges. De son côté, l’écrivain tente de résoudre le mystère de sa disparition.

Un spécialiste du billard est tué alors qu’il jouait une partie chez lui. Castle et Beckett débutent alors une enquête qui va rapidement tourner vers le paranormal, au plus grand plaisir de l’écrivain.

Un vendeur de glace est retrouvé mort dans son camion. Pour arrêter l’assassin, Castle et Beckett doivent retrouver le témoin du meurtre, qui semble être un enfant de CE1.

Une starlette du Web est retrouvée assassinée chez elle. Très vite, l’enquête prend un détour public lorsqu’il s’avère que le meurtrier poste les photos de ses crimes ainsi que des indices pour la police sur Internet.

Lors d’une enquête, Castle et Beckett se retrouvent séparés. Arrivant tant bien que mal au commissariat il retrouve alors Kate, Esposito et Ryan. Problème : ils ne se souviennent pas de lui.

Une jeune femme est découverte morte à New York, mais il semble qu’elle se soit faite empoisonnée en Arizona. Castle et Beckett partent alors dans une ville qui reprend les codes de l’époque du Far West.

Un homme est retrouvé assassiné dans un parc. Ryan et Esposito partent interroger une personne pouvant les aider à retrouver le tueur, mais en se lançant à sa poursuite, Esposito se retrouve pris en otage dans une rame de métro.

C'est le grand jour pour Kate : elle emménage officiellement chez Richard en tant qu'épouse. Alors qu'elle fait le tri dans ses affaires, Castle n'arrête pas de passer des commentaires désobligeants sur son appartement et son voisin. Cela déçoit Kate. Plus tard, durant l'enquête, elle confie à Lanie sa déception sur la réaction de Richard à propos de son appartement et de son voisin.

L'équipe enquête sur la mort d'un acteur de cinéma du nom de Lance Delorca. Il était la vedette des films Hard Kill et Les Indestructibles, films d'action des années 1980. Richard, grand fan de ce type de film, reconnait la star, alors que les autres avouent ne pas la connaître. Richard, qui sait que Lance vit à Los Angeles, se demande pourquoi il est à New York. Puis, il décide de faire des recherches sur la victime. Castle dit que Lance était membre du CNI, l'agence d'espionnage espagnole. Puis, au commissariat, Richard montre le film Hard Kill à Esposito et Ryan. Il les renseigne sur chacun des acteurs et actrices du film. Cela déplaît beaucoup à Kate qui ne voit pas un grand intérêt. Richard fournit alors à Kate, une première piste pour aborder l'enquête : Kate Kingsley, l'épouse de Lance et actrice. Cette dernière les envoie vers Brock Harmon, acteur, qui hébergeait Lance. Les propos de Castle sur le fait que Lance était un membre du CNI sont confirmés par Brock. Il n'en faut pas plus à Richard pour élaborer une théorie comme Jason Bourne. Malheureusement pour Richard, sa théorie et sa croyance envers Lance vont s'effriter quand un agent d'Interpol venant d'Espagne, Enrique Gomez, va informer l'équipe que Lance n'était pas un membre du CNI et qu'il était éleveur de chèvres dans les Pyrénées. Cependant, Richard élabore une autre théorie où cette fois, les acteurs et actrices du film Hard Kill deviennent leur personnage dans la réalité. Au grand dam de Kate, cette dernière théorie de Castle semble tenir la route. En effet, chaque indice que l'équipe va trouver va renforcer cette théorie. Cependant, un petit détail que Kate va trouver va démolir la théorie de Castle et ainsi permettre d'arrêter le meurtrier.

Après l'enquête, Kate fait ses adieux à son appartement.

Un docteur est retrouvé mort dans une vitrine de magasin, apparemment tué par un Père Noël. Lorsque les détectives découvrent que le médecin entretenait des liens avec la mafia, un homme est arrêté, mais un ancien contact, concerné par l’affaire, demande à Rick d’enquêter pour eux.

Une femme est retrouvée morte dans son appartement et son chien a disparu. Toujours mis à l’écart de la police de New York, Castle obtient sa licence de détective privé et une compétition se met en place entre lui et Beckett pour savoir qui des deux résoudra l’affaire en premier.

Une star montante de la telenovela est retrouvée morte dans une allée. Alors que Castle a du mal à lancer son business de détective privé, Kate lui propose d’enquêter sur la disparition du sac à main de la victime. Les deux vont alors vite se retrouver sur l’enquête.

Une femme mariée, ancienne amie de Castle, rentre dans le bureau du détective privé en lui demandant de prouver que son mari entretient une liaison. Alors qu’il vient chez elle pour lui apporter les photos compromettantes, il entraperçoit le meurtre de sa cliente.

L'épisode reprend quelques minutes après l'enlèvement de Kate. L'équipe découvre la voiture de Kate dans la rue, là où elle a été enlevée. Castle soupçonne Boudreau d'avoir enlevé Kate en compagnie de Nieman et d'Amy. Le commissariat déploie toutes ses forces pour retrouver Kate. Gates théorise sur le fait que Boudreau est Boudreau et que le vrai Tyson agit dans l'ombre. Castle réfute cette théorie. Castle reçoit un appel de Kate. Lorsque l'appel est localisé, Esposito, Ryan et Castle s'y rendent. Ils y découvrent un enregistreur vocal avec l'appel que Castle a reçu. L'enquête continue et Castle décide de prendre des risques afin de retrouver Kate. Ces risques ont de lourdes conséquences sur Richard, qui sait que Boudreau (Tyson) joue et les manipule, lui et la police, décide de tenter de le battre à son propre jeu. De son côté, Kate découvre avec horreur le plan du docteur Kelly Nieman. Kate met tout en œuvre pour tenter de s'échapper de ses griffes. Boudreau (Tyson) et le docteur Kelly Nieman se font tuer par la police. À la suite de ces événements, Castle retrouve son droit d'enquêter avec Kate au commissariat, commué de privilège en travaux d'intérêt général pour avoir agressé Boudreau chez lui.

Un homme est retrouvé mort sur ce qui s’apparente être la planète Mars. Alors que Castle est aux anges, l’équipe découvre en réalité qu’il s’agit d’une simulation réalisée pour préparer les personnes choisies aux conditions de la planète. Pendant ce temps-là, l’appartement des Castle devient de plus en plus peuplé.

Un ami de la même promotion que Beckett est devenu capitaine, laissant la détective réfléchir sur ce qu’elle a déjà accompli. Alors qu’elle et Rick enquêtent la mort d’un repo man, ils découvrent vite qu’une femme est liée à toute à cette affaire.

Une étoile montante de la politique et membre du Congrès est visée par une tentative d’assassinat qui finit par tuer une de ses collaboratrices. Le problème est que tout cela se passe sous la protection de Ryan, qui va dès lors être plongé dans un complot qui pourrait bien le dépasser.

Lorsque Richie "The Pitbull" Falco, un brillant avocat qui aidait les petites gens est retrouvé mort dans une allée et plusieurs personnes pourraient y avoir un rôle à jouer. Pendant ce temps un pari se met en place entre Beckett et Castle d’une part et entre Ryan et Esposito de l’autre.

Rick commence à rêver des deux mois où il a été absent. Sur les conseils de Beckett, il choisit d’aller voir un psychologue, de façon à mieux se souvenir. Alors que ses rêves sont plutôt loufoques, il demande quand même à Ryan, Esposito et Kate d’enquêter sur ce mystère.

Castle et Alexis sont dans un avion en direction de Londres. Après quelques turbulences, ils découvrent que l’agent de sécurité de l’avion est mort. Dès lors, Rick et sa fille se joignent à l’équipage pour mener l’enquête.

Le présentateur du Saturday Night Tonight est retrouvé mort dans un ascenseur. Très vite Castle et Beckett entrent dans le monde d’une émission qu’ils adorent, et découvrent que la victime avait beaucoup de secrets. Pendant ce temps-là, Martha prépare son retour à Broadway.

Un mort dans les bois replonge Castle dans un épisode traumatisant de son enfance. L'enquête vire à l'obsession lorsqu'il tient absolument à obtenir des réponses sur cette tragédie, pendant que Beckett pense à son futur.