Jane Doe, una chica joven aparece desnuda en mitad de Times Square cubierta de unos misteriosos tatuajes por todo el cuerpo. Pero que en su espalda aparezca el nombre de Kurt Weller, agente del FBI, no pasará desapercibido para el equipo de investigación.
El equipo consigue descifrar uno de los tatuajes. Este apunta directamente a Arthur Gibson, piloto de un Air Force con un turbio pasado. Por su parte, Jane tratará de descubrir su identidad, pero se obsesiona cuando tiene flashes que le obligan a cuestionarse su pasado.
Un famoso equipo de ladrones está a punto de cometer un perfecto robo de joyas. Uno de los ladrones tiene un tatuaje idéntico al de Jane, lo que hace generar unas nuevas hipótesis al equipo de investigación. Por otro lado, Jane recibe una visita con advertencia.
Patterson y su novio experto en puzzles, David, descodifican la clave de un tatuaje que lleva al equipo al centro de control de enfermedades. Mientras tanto, en CDC, el equipo descubre un mensaje secreto en el cuerpo de Jane.
Un incidente con rehenes que parece contolado acaba teniendo implicaciones internacionales más profundas. La CIA y el FBI parecen competir en una carrera para atrapar al criminal que hay detrás del suceso.
Un asesinato hace que el equipo descubra una peligrosa aplicación, que permite a los criminales rastrear los vehículos gubernamentales, y decida trabajar con su creador para que la destruya. Mientras, Jane y Weller tratan de mantener su relación profesional.
Uno de los tatuajes de Jane lleva al equipo a un lugar remoto. Totalmente aislados, los agentes del FBI se encuentran cara a cara con un peligroso criminal. Esta situación pone a prueba la tensa relación entre Jane y Weller, que amenaza con descubrir a Mayfair.
Patterson descubre que uno de los tatuajes parece estar prediciendo su muerte. Esto obliga al equipo de trabajo a perseguir una serie de pistas que puedan evitar los próximos ataques a policías. Por su parte, Mayfar revelará algunos secretos de su pasado a Weller.
Jane y Weller se hacen pasar por una pareja asesina para evitar que información letal llegue a manos equivocadas, esta misión les une más que nunca. Por otra parte, David se encargará de recuperar a Patterson. Mientras que Carter y Mayfair descubren que no encajan.
El equipo va detrás de una pista de espías durmientes que acaban de ser activados y corren para evitar una cadena de asesinatos.
Uno de los tatuajes de Jane lleva al equipo a un impactante descubrimiento en el Mar Negro. Además, la joven se siente consternada por una serie de revelaciones masivas sobre sus tatuajes y no sabe si contárselo a Óscar o no.
La joven Jane Doe aparece de repente desnuda y amnésica en mitad de Times Square con misteriosos tatuajes por todo el cuerpo, incluyendo uno con el nombre de un agente del FBI. El detective Weller pronto investigará el verdadero mapa que son los tatuajes de Jane Doe.
Una pista revela que hay un topo dentro de la oficina del FBI de Nueva York. Los secretos más profundos del equipo están amenazados de ser expuestos y todo el mundo se convierte en un sospechoso potencial. Algunos, especialmente Jane, tienen más que esconder.
Una pista anónima lleva al equipo a investigar un urgente caso de un condenado a muerte, con Zapata de incógnito. Por su parte, tras escaparse por los pelos de ser cazada en la búsqueda del topo, Jane considera dejar el FBI.
Para proteger a su equipo, Jane va a AWOL cuando descubren que van tras ella. Uno de los cuadros que representa uno de los tatuajes de Jane es robado de una galería de arte, entonces se dan cuenta que eso tiene mucho que ver con la joven y que ella es el objetivo real.
El equipo descubre armas químicas cuando investigan el robo de un camión, lo que les obliga a apresurarse para impedir un ataque terrorista mortal. Mientras tanto, Jane se une cada vez más a Oscar, y Patterson recibe una llamada de alguien de su pasado.
Patterson se embarca en la búsqueda del tesoro de un tatuaje después de que descubriese un mensaje oculto en el crucigrama del New York Times. Además, Oscar le cuenta a Jane más detalles sobre quién era ella, y Weller pregunta a su padre quién secuestró Taylor Shaw.
Con el fin de capturar un peligroso criminal internacional, Jane y Weller se ven forzados a colaborar con la única persona con la que éste se reunirá: su antiguo objetivo Rich DotCom. Mientras, Jane debe decidir si se arriesga a hacer daño a Weller.
Cuando se desencadena un tiroteo en un colegio durante la investigación de un tatuaje, el equipo se divide para derribar al tirador. Mientras, Mayfair se enfrenta a algunas cuestiones de su pasado.
La cadena emite los últimos cuatro episodios de la inquietante serie policiaca protagonizada por una joven que aparece desnuda, amnésica y llena de tatuajes en medio de Times Square. En este capítulo, una contradictoria Jane empieza a unirse a Weller otra vez.
El FBI está bloqueado cuando unos hackers criminales se infiltran en el edificio. Mientras encuentran la manera de salir, Mayfair, Zapata, Reade y Sarah Weller se ven forzados a afrontar distintos conflictos personales.
El equipo trata de averiguar la identidad de un bebé con un tatuaje igual a uno de Jane para salvar así a docenas de criaturas. Mientras tanto, Jane, que se siente furiosa, se enfrenta a Oscar debido a las consecuencias de sus misiones secretas.
Weller busca la verdad a través de una desgarradora afirmación en el último episodio de la temporada. Mientras tanto, Jane se comunica con un antiguo sospechoso de ayudar a Oscar, y el resto del equipo lucha por ayudar a un amigo.