第四季从英格兰开始，布斯在苏格兰场演讲，布伦南在著名的牛津大学做客座演讲。了解布斯和布伦南在各自领域的专业知识后，当地官员请求他们帮助进行涉及一名英国女继承人的高调谋杀案调查。

随着被谋杀的女继承人的案件侦破，布斯和布伦南准备回家，但震惊地得知另一起谋杀案——这一次是他们认识的人。与此同时，随着 Birimbau 出人意料地回到安吉拉的生活中，她和霍金斯之间的事情变得复杂起来。

一个受欢迎的真人秀节目主持人的尸体在外屋中被发现部分腐烂，布斯和布伦南必须找出凶手是谁。与此同时，布斯得知布伦南正在处理两种关系。

布斯的儿子帕克在鸟巢中发现了一具尸体的手指，导致团队展开调查，试图找到尸体的其余部分。找到尸体后，团队发现死因是一只狗，导致他们前往非法斗狗场并寻找凶犬及其主人。

一具被肢解的尸体碎片被发现躺在紫色的水池中，但头部不见了。研究小组发现尸体属于杰瑞德·艾迪生，他是一位有多个精神问题的科幻作家。在斯威茨的帮助下，几名嫌疑人被追捕，但由于受害者的头部仍然下落不明，团队难以找到足够的证据。

在电梯井中发现了一位受人鄙视的办公室经理的遗体，布斯和布伦南必须弄清楚是哪个员工杀死了他。经过一番调查，他们发现该经理存档的投诉数量远远超过公平份额。与此同时，安吉拉和霍金斯在分手后试图在实验室里和解。

布斯和布伦南前往调查在切萨皮克湾发现的尸体。到达后，他们只找到了上半身，除了受害者乳房植入物的残余物外，团队几乎没有其他工作可做。布伦南和布斯被带到马里兰州的一个小教堂，在那里他们发现受害者是一名牧师。当团队找到身体的下半部分时，他们了解到他们最初的假设可能没有错。

当在一辆被扣押的垃圾车中发现一位知名艺术家的残骸时，布斯和布伦南正在调查此案，以确定他的死是否应归咎于犯规。嫌疑人从艺术家的对手到他自己的助手，团队必须比赛，争分夺秒地在汽车被放弃并展出之前找到谋杀的证据，作为雕塑家为了他的艺术而自我牺牲的终极展示。

Booth 的兄弟 Jared Booth 和 Brennan 调查了在一次拙劣的警察突袭中发现尸体的现场。研究小组将尸体确定为一个挣扎中的发明家的父亲，他最近与儿子团聚。但是，当第二具尸体浮出水面时，该团队被引导走上欺骗之路，以找出谁是发明家一生中真正的骗子。克拉克·爱迪生回到实验室，他和霍金斯致力于将发明家一项具有潜在价值的发明的蓝图拼凑在一起。与此同时，布伦南喜欢布斯的兄弟，并与他约会。在约会时，她对布斯的过去有所了解。

在前往中国寻找史前人类遗骸的途中，当空乘人员在飞机的微波炉中发现一具完全煮熟的人体时，布斯和布伦南被要求在半空中解决一起谋杀案。

布伦南的父亲马克斯在杰斐逊学院担任教职。当他最终帮助处理手头的谋杀案时，布伦南显然对他突然出现在她的职业生涯中感到困扰。

一个浅浅的坟墓里存放着连体双胞胎的遗骸；布斯和布伦南在发现这对双胞胎是杂耍演员后潜入马戏团社区。

当一名志愿消防员在溜冰场被谋杀时，布斯和布伦南开始调查，但由于利益冲突，布斯必须原谅自己。当细节曝光后，布斯成为凶杀案的嫌疑人。

布斯被困在海中并试图逃离一艘船，但被奇怪的幻觉所困扰。

当发现一名身穿中世纪公主裙的妇女被谋杀时，该团队调查了一场科幻大会。布斯的背部受伤，特工佩顿佩罗塔再次介入帮助

当新婚夫妇在从桥上蹦极时遇到一具尸体，布伦南和布斯被派去调查。在确定死因不是自杀后，杰斐逊学院的团队发现了来自尸体的未知物质。这使实验室进入封锁状态，只有 24 小时才能在尸体解体之前揭开凶手的面纱。

一名 16 岁怀孕运动员的尸体被发现埋在一辆城市除冰卡车的盐堆中，这让布斯和布伦南发现，她的许多队友都怀孕了或在签订了怀孕协议后生了孩子。

当在动物园的老虎笼中发现卡姆前未婚妻被吃掉一半的尸体时，布斯和布伦南发现他的死绝非偶然。现在，团队必须将未婚妻最后一天的碎片重新组合在一起，包括催眠嫌疑人以激发他的记忆。

布斯和布伦南被派去调查在拍摄照片时发现人类遗骸的情况。当团队在受害者的耳朵里发现一颗陨石时，他们被带到了哥伦比亚特区的领子科学研究所。

当在一捆压缩纸板中发现圣母玛利亚的图像时，会呼叫布斯和布伦南。

当发现挪威死亡金属乐队使用的舞台道具实际上是一具真正的人类骨骼时，当当局确定受害者是美国公民时，遗骸将被送往杰斐逊。

当他的妹妹 Sachi 在华盛顿特区失踪时，Booth 来自东京的侦探朋友朋友 Ken Nakamura 打电话给他。 Booth 和 Brennan 一起调查她的失踪。

当在敌对学校的水獭吉祥物制服中发现一具人体时，布伦南和布斯调查服装内的尸体是事先死亡，还是在米德尔塞克斯大学的篝火活动中死亡。尸体被确认为吉米“海狸”布维尔，米德尔塞克斯大学的兄弟会兄弟。当 Brennan 和 Booth 询问他的兄弟会兄弟时，他们得知 Beaver 有一项赚钱的业务，并且正在杀死自己。与此同时，布斯提出要帮助他的兄弟贾里德在被不光彩地从海军退伍后找到一份新工作。

该团队正在调查在品酒期间在一桶葡萄酒中发现人类遗骸的情况。当受害者原来是一名酒评家，其严厉的评论足以让一个葡萄园毁于一旦，从酒厂老板到受害者自己的妻子，每个人都成为嫌疑人。

第 4 季大结局。在名为“实验室”的俱乐部发现了一具尸体。球队必须做一些与这家具乐部有关的意外和不寻常的事情。布伦南和布斯可能会成为一对。