Wanneer detective Kate Beckett van de NYPD bij een moordzaak die duidelijk geïnspireerd is op zijn boeken, de hulp inroept van Richard Castle, een beroemde auteur van misdaadverhalen, ziet Castle in haar een inspiratiebron voor het hoofdpersonage uit zijn nieuwe boeken. Dankzij zijn relaties krijgt Castle toelating om Kate te vergezellen op haar onderzoeken. Zij raakt vooral geïntrigeerd in en geïrriteerd door de manier waarop Castle de zaken oplost.
Richard Castle is een beroemde misdaadauteur. Castle heeft circa 26 bestsellers op zijn naam staan. Wanneer het succes hem begint te vervelen en hij met een schrijversblok kampt , wordt hij gevraagd om het NYPD te helpen. De politie van New York zit een moordenaar op de hielen, die zijn inspiratie voor de moorden uit de boeken van Rick Castle blijkt te halen.
Het lichaam van een jonge vrouw is gevonden in de droger van een wasruimte van een appartementencomplex. Wanneer Castle en Beckett ontdekken dat de vrouw als nanny in het gebouw werkt, leidt het onderzoek zich naar een wereld van seks, leugens en vreemde afspraakjes.
Een rijke tiener wordt dood in een roeiboot gevonden langs het meer in Central Park. Terwijl Castle en Beckett alle puzzelstukjes proberen samen te voegen, proberen vrienden van de tiener het onderzoek naar de dood van de jongen tegen te werken. Wanneer de waarheid aan het licht komt, komt een verhaal van verraad en obsessie naar boven.
Wanneer een lichaam gevonden wordt van een wethouder uit New York welke bezig is met zijn herverkiezing, raken Castle en Beckett verzeild in de wereld van de vuile politieke spelletjes.
Een bevroren vrouw wordt gevonden tussen wapeningsstaal op een bouwplaats. De zaak leidt Castle en Beckett naar een jaren oud mysterie en een al lang vergeten zaak. Castle en Beckett halen opmerkelijke zaken boven tafel van het verleden van het slachtoffer. Het onderzoek haalt bij Beckett herinneringen op aan haar eigen verleden, deze geven Castle nieuwe inzichten voor zijn volgende boek.
Wanneer en migrant ritueel vermoord is, begeven Beckett en Castle zich in de wereld van mysterieuze sektes. Niet compleet onbekend voor Castle, want ooit heeft hij hierover research gedaan voor één van zijn boeken. Intussen kondigt Castle’s eerste ex-vrouw, de moeder van Alexis, aan dat ze terug naar New York verhuist.
Wanneer een schatrijke vrouw dood gevonden wordt in haar kluis, gaan Castle en Beckett op onderzoek uit. Dit is al de zoveelste roofmoord in de ’high society’ van New York. Castle vermoedt dat de slachtoffers hun moordenaar kenden en neemt Beckett mee naar een chique galabal in de hoop hier de dader te ontmaskeren.
Castle en Beckett onderzoeken de moord op een vrouw welke verdronken gevonden is in een bad gevuld met motorolie in een hotel. Maar wanneer ze een geheim uit het verleden van de vrouw ontdekken moeten ze een 20 jaar oud mysterie oplossen met de hulp van een misdaadjournalist, die het slachtoffer achterna zat.
Wanneer er ontdekt wordt dat er een tweejarig meisje vermist is , wordt Beckett gebeld om te assisteren bij het onderzoek naar de vermissing van het meisje. Ze ontdekt dat de FBI-agent, Will Sorenson (Bailey Chase), die het onderzoek leidt haar ex-vriend is. Samen besluiten ze hun gevoelens op zij te zetten en met spoed het meisje te vinden. Maar wanneer Castle zich met het onderzoek gaat bemoeien ontstaat er een competitie tussen Castle en Sorenson om de aandacht van Beckett.
Castle en Beckett onderzoeken de moord op een plastisch chirurg die dood gevonden is in zijn auto. Castle ondervindt zijn vadergevoelens als Alexis naar haar eerste schoolfeest gaat. Castle verdiept zich in het verleden van Beckett. Hij vindt informatie die zijn relatie met haar kan verpesten.