Sesongens første episode starter sekunder etter forrige sesongs spennende avslutning. Richard Castle var på vei til sitt eget bryllup da en svart SUV kom kjørende mot ham. Beckett ventet forgjeves på brudgommen, men ble snart tilkalt til ulykkesstedet der bilen til Castle står i flammer. Hva eller hvem forårsaket bilulykken? Og kanskje viktigst av alt - har Castle overlevd?

Under etterforskningen av drapet på sjefen for et leketøyselskap avdekker Castle et spor som kaster ham ut i en ny og livsfarlig etterforskning.

En biljardhai blir drept av en usynlig kraft, og Castle og Beckett finner beviser som tyder på at morderen kan ha overnaturlige evner. Samtidig forsøker Castle og Beckett å få livet tilbake på rett kjøl igjen.

Når en iskremselger blir skutt, kommer Becket og Castle på sporet av en ukjent andreklassing som kan sitte på viktig informasjon i saken. Castle går undercover på en barneskole for å finne andreklassingen, men ingenting går som planlagt.

Castle og Beckett etterforsker drapet på en nettkjendis. Når morderen legger ut bilder fra åstedet på en bildedelingsside, innser de at de står overfor en sosiale medier-sosiopat som kan slå til igjen.

En drapsetterforskning kaster Castle inn i et parallelt univers der han aldri har møtt Beckett før. Castle må overbevise Beckett, Esposito og Ryan om å ta del i etterforskningen slik at han kan finne veien tilbake til sin egen verden. Dette inspirerer Castle og Beckett til endelig å møtes ved alteret.

Castle og Beckett går undercover som et nygift par i etterforskningen av et drap begått på et westerninspirert feriested.

En terrorist tar passasjerene i en T-banevogn som gisler. Esposito befinner seg blant gislene, og Castle, Beckett og resten av teamet må finne ut av gisseltakerens motiver før det er for sent.

En akuttlege blir skutt og drept på åpen gate. Castle og Beckett oppdager at offeret jobbet som lege for en mafiafamilie ledet av en gammel venn av Castle.

Castle skaffer seg lisens for å jobbe som privatdetektiv, siden han ikke lenger får lov til å jobbe med Kate Beckett og politiet. Han dukker opp uanmeldt ved åstedet til Beckett i håp om å kunne etterforske saken sammen med henne. Men ikke alt går etter planen.

Beckett og teamet etterforsker drapet på en ung såpeoperaskuespillerinne, og oppdager at saken er full av intriger. Samtidig blir Castle ansatt av såpeoperaens stjerne for å undersøke saken nærmere.

Castle blir innleid for å finne ut om klientens ektemann er utro, men saken tar en uventet vending når klienten blir drept. Av ektemannen. Men uten bevis må Castle og Beckett etterforske videre for å avsløre sannheten.

Castle blir tilkalt for å bistå i en sak der sporene peker i retning av Castle og Becketts erkefiende, dr. Kelly Nieman. Under etterforskningen finner teamet en forbindelse til seriemorder Jerry Tyson.

Castle og etterforskerne forsøker å overliste seriemorderne 3XK og dr. Kelly Nieman før de finner sitt neste offer.

En astrounaut blir drept på mystisk vis i en Mars-simulator, og Castle og Beckett tar på seg romdrakter for å etterforske saken. Når de oppdager at ingen på innsiden av den avstengte simulatoren kan ha begått drapet, og ingen fra utsiden kan ha kommet inn, tar saken en uventet vending.

En mann blir drept på mystisk vis i en park, og Castle og Beckett samarbeider med en fremadstormende kvinnelig etterforsker fra Hong Kong som sitter på informasjon om offeret.

Kevin Ryan er livvakt for en karismatisk politiker som blir utsatt for et attentatforsøk under et veldedighetsarrangement. Ryan får hjelp av Castle og Beckett i jakten på gjerningsmannen.

En profilert personskadeadvokat blir funnet drept, og Castle og Beckett etterforsker flere klienter og konkurrenter som har motiv for å ha drept ham. Men saken tar en uventet vending når de oppdager en forbindelse til drapet på Richie.

Castle og Beckett kommer over opplysninger om perioden han var forsvunnet, men jakten på sannheten får dødelige følger.

Castle flyr til London med Alexis, men reisen går ikke helt som forventet når en flyvakt blir funnet drept. Med hjelp fra Beckett på bakken, må far og datter finne drapsmannen før han får fullført sin skjebnesvangre plan.

Skaperen av et populært humorshow blir drept, og Castle og Becketts etterforskning avdekker en stor hemmelighet.

A death in the woods draws Castle back to a terrifying and defining event in his childhood. Investigation leads to obsession, as he attempts to unearth answers that have eluded him for decades, all while Beckett faces a crossroads of her own.