La undécima temporada de la serie se sitúa seis meses después de los últimos acontecimientos y Booth, Brennan, Christine y el nuevo bebé viven en un mundo sin investigaciones de asesinato. Pero un misterioso caso les lleva a colaborar de nuevo con el Jeffersonian.
Brennan y el equipo descubren que la agente Miller ha estado manteniendo en secreto cierta información que puede ser vital para dar con el paradero de Booth. Además, Arastoo toma una importante decisión que afecta a su relación personal y profesional con Cam.
En el primer caso tras regresar a sus antiguos puestos de trabajo, Booth y Brennan investigan la aparición de unos restos hallados en un criadero de peces. Mientras tanto, Cam debe lidiar con su decisión de poner el trabajo por delante de la relación con Arastoo.
Los restos de Justin Ross, un agente inmobiliario, son hallados en un bosque y parecen haber sido destruidos por un híbrido entre coyote y lobo. Ante este curioso dato, Brennan solicita ayuda de la brillante y prestigiosa antropóloga Beth Mayer.
Halloween ha llegado al Jeffersonian junto al macabro descubrimiento de un cuerpo. Durante la investigación, el equipo recibe la visita de la agente Abbie Mills e Ichabod Crane, quienes han venido de Sleepy Hollow siguiendo las pistas de un cuerpo sin cabeza.
El equipo del Jeffersonian trabaja a contrarreloj para averiguar quién es la persona responsable de la muerte de un senador del estado de Virgina. Mientras tanto, Aubrey investiga el pasado de Jessica para que nada perjudique su sueño de dedicarse a la política.
El equipo del Jeffersonian investiga la muerte de un famoso escapista, cuyos restos aparecieron en un bosque. Durante la investigación descubren que el artista trabajaba en un espectáculo que le generó enemigos dentro de la comunidad de magos.
El equipo del Jeffersonian investiga la muerte de un periodista político que publicó un artículo sobre corrupción dentro de la Agencia de Seguridad Nacional estadounidense. La naturaleza de esta investigación hará que la paranoia de Hodgins juegue un papel importante.
Booth y Brennan acuden, de incógnito, a un torneo de tiro al estilo del antiguo Oeste para poder resolver un asesinato. El equipo busca a un asesino de policías y Booth se ve acompañado por una analista de la personalidad que le ayudará a encontrar el culpable.
El equipo del Jeffersonian vivirá unas horas de máxima tensión después de que Aubrey y Hodgins resulten heridos en una explosión. Sus compañeros harán todo lo posible para encontrar al culpable. Mientras tanto, Arastoo regresa para pedir a Cam que vuelva con él.
Han pasado ocho semanas tras la explosión que dejó paralítico a Hodgins, quien sigue con sus ejercicios de recuperación sin saber si pasará el resto de su vida en una silla de ruedas. Mientras tanto, Booth y Brennan investigan la muerte de una abogada del Estado.
El Jeffersonian investiga la muerte de uno de los fundadores de una organización que defiende los derechos de los hombres que han sufrido abuso doméstico. Además, Angela y el resto de grupo tratan de hacer que Hodgins levante el ánimo.
El Jeffersonian investiga el cuerpo en descomposición de una trabajadora social hallada en un parque. Las pruebas indican que el asesino vivió con el cadáver durante un tiempo antes de deshacerse de él y, además, esta muerte podría estar relacionada con una anterior.
El equipo del Jeffersonian investiga la muerte de un exconvicto que había desaparecido después de salir de un centro de rehabilitación. Pero lo más inquietante es que el principal sospechoso guarda relación con Booth. Mientras tanto, Brennan testifica delante del FBI.
El Jeffersonian investiga la muerte de un investigador privado cuyo cuerpo ha aparecido congelado. Los sospechosos son múltiples ya que el fallecido era un especialista en resolver los problemas de sus clientes. Además, Aubrey encuentra información sobre su padre.
El equipo del Jeffersonian investiga la muerte del líder de un grupo de canto a capela de la universidad de Lynwood, cuyo cuerpo fue encontrado en un laboratorio. El caso sirve para sacar a la luz algunos detalles sobre la etapa universitaria de Aubrey.
Booth investiga el caso de un miembro del servicio secreto encontrado muerto por un universitario. Sin embargo, a medida que avanza, el agente descubre que el propio servicio secreto le niega información. Además, Brennan intentará investigar a pesar de estar enferma.
El Jeffersonian trabaja con la compañía de un equipo de televisión que documenta el trabajo y la relación que existe entre el equipo del laboratorio y el FBI. Booth y Brennan investigan un antiguo caso en el que se encontró el cadáver de un joven en un vertedero.
El equipo del Jeffersonian investiga la muerte de un jugador de hockey profesional, cuyo cuerpo decapitado fue arrojado al río. Este caso brinda a Booth la oportunidad de volver al hielo y reencontrarse con un rival de su pasado deportivo.
Los restos del multimillonario explorador Henry Charles son encontrados en la Antártida y llegan al Jeffersonian para dictaminar si fue asesinado. Brennan y Booth confirman que lo mataron en una expedición de la que también formaba parte el doctor Clark Edison.
El equipo del Jeffersonian encuentra un cadáver en una planta de reciclaje de vidrio con un diamante alojado en su mandíbula. Durante la investigación, un inspector francés acude a Booth y a Brennan acusando al marqués De Chaussin, el marido de la víctima.
En el último episodio de la temporada, el equipo del Jeffersonian trata de encontrar a un asesino en serie que vive con los cuerpos de sus víctimas antes de deshacerse de ellos. Brennan, quien se había tomado un tiempo libre, se culpa por no haberlo detenido antes.