第四季紧接上季结尾，Beckett在枪击中重伤垂死，Castle在病床前的真情告白让她内心动摇。康复归队后，Beckett试图与Castle保持专业距离，却因一系列离奇案件不得不再度紧密合作。本季案件涉及艺术盗窃、邪教阴谋、连环模仿杀手等，推理与动作场面升级，两人破案时的默契与火花也愈发明显。与此同时，Castle的家庭生活热闹非凡：母亲Martha继续制造笑料，女儿Alexis则迎来大学前的青春成长。Beckett的过去再度浮现，其母谋杀案的线索暗流涌动，甚至牵涉到高层阴谋。Castle为助Beckett查明真相，甘愿冒险，两人在一次次的生死边缘中终于直面彼此感情。季末，一段秘密关系就此开启，为后续故事埋下重磅伏笔。