Logo no início da 4ª temporada, encontramos a antropologista Brennan "Bones" e o agente Booth do FBI em Londres, onde as autoridades locais requerem suas habilidades para resolver um caso ultrassecreto de assassinato. Durante a temporada, Brennan e Booth também terão que enfrentar as mudanças nas suas pressuposições, assim como em seus relacionamentos. Além disso, há a entrada de um grupo de estudantes dispostos a ajudar nas resoluções dos casos, em busca de uma posição mais estável na equipe.