Bones viene coinvolta in un'indagine dell'F.B.I. per scoprire l'assassino di una ragazza massacrata quasi due anni prima. Grazie alla sua abilità nell'interpretare indizi sui resti umani, la dottoressa Brennan indirizza le indagini verso la giusta soluzione.

Un avvocato tenta di salvare la vita ad un condannato a morte, secondo lei accusato senza la visione di tutte le prove. Viene coinvolto Booth che aveva arrestato l'uomo ai tempi dell'omicidio. Bones è convinto che l'uomo sia colpevole, ma realizzaerà che il caso ha ancora molti aspetti non risolti.

Il corpo incenerito di una donna viene trovato all'interno di un'auto e ci sono indizi che fanno pensare che suo figlio sia stato rapito.

Viene ritrovato il cadavere semi decomposto di un presunto giovane. Booth e Bones scoprono la sua identità: si tratta di un ragazzo solitario frequentante un clan dedito al fanatismo per i giochi di ruolo e le storie a fumetti. Zack, effettuando la pulizia delle ossa del cadavere, rileva la presenza di un altro osso non appartenente alla vittima: è caccia al suo assassino.

Viene ritrovato un cadavere che stringe nel pugno un osso vecchio di 300 anni. Le indagini di Booth e Brennan conducono a un sito dove potrebbe essere nascosto un tesoro dei pirati.

La figlia del vice direttore dell'Fbi è malata di un cancro ai polmoni molto raro. Bones, chiede di vedere le lastre di un'operazione subita qualche tempo prima, a causa di una caduta con lo snowboard. Vengono effettuate delle analisi e la risposta è sconcertante: alla ragazzina è stato trapiantato l'osso di una persona malata di cancro, che l'ha quindi condannata.