识骨寻踪是一部经典的罪案题材电视连续剧，不同于一般犯罪片的压抑与阴暗，多了一些主角们互动的温情。以写小说为副业的法医人类学家——布雷恩（女主），狙击手退役的联邦探员——布斯（男主），喜欢泡帅哥且擅长3D成像的艺术家——安琪拉，既是昆虫学博士又是微生物学家的——哈金斯，天才实习助手——扎克，这些性格迥异的人组成了一个特殊的探案团队，在案件中寻找真相和正义。
忙碌中透着有序的杰斐逊实验室内，哈金斯与安琪拉站在一旁，八卦着扎克和女友睡了之后，被失联一月。随后询问安琪拉最近在做什么有趣的事情，两人觉得他们需要案件来改变现在无聊的状态。
安琪拉想到，布斯和布雷恩正在外面等着扎克，哈金斯意识到他们有新案子了，急切地打断了扎克和女友的交谈，催促他赶紧去找布斯汇合，希望他能带回一个新案件。
案件发生在一所有声望的学校内，很多有钱人家的孩子都在这里上学，当地的警长带领着他们前往现场，开阔的视野内并没有发现尸体，布斯提醒布雷恩，往上看。
只见就在布雷恩的头顶，阳光透过繁密的树叶刺痛人的双眼，粗壮的树杈上高高悬吊着一具腐尸。
寻味过来的鸟啃食着尸体上的腐肉，许是受到了惊扰，飞走的瞬间带动尸体跟着晃动，突然，原本摇摇欲坠的死者的头从上面掉了下来，布雷恩赶紧伸手接住了。可是，紧随而下的尸身彻底地掉在了地上。
实验室内，布雷恩判断尸体年龄在14-17岁之间，布雷恩让哈金斯检查幼虫和蛹，查看是否有药物或者毒品残留体内。
扎克取下死者的项链，看来死者是个天主教徒。
布雷恩则从尸体中发现了耳蜗植入器，扎克说他会查序列号确定死者身份。
另一边，布斯来到学校，希望校方配合调查哪个学生失踪了，但是学校处于自身利益拒绝了，并且希望这桩案件被认定为自杀。
布斯来到实验室，扎克告诉他，通过追查耳蜗植入器，他们找到了医生将其植入到了雷斯特体内，布斯翻查人员名单发现，死者是委内瑞拉大使的儿子。
布雷恩也将可疑的地方告诉他，死者的舌骨断了。
虽然被勒死的人，通常舌骨都是断的，但是雷斯特是个孩子，舌骨具有柔韧性，是不该断的。
布斯和布雷恩与长官一起讨论案子的定性问题，虽然证据还不够，但布雷恩相信布斯的直觉，表示，雷斯特是一起杀人案的受害者。
两人随后找到了雷斯特的父母，布斯将雷斯特随身带的项链交给了他的母亲。布斯问最后跟雷斯特联系的时间，他的父母表示，在雷斯特放假几天后，收到邮件，说是跟朋友一起出去玩了。
学校的校长带来了给雷斯特植入耳蜗的医生，医生告诉布斯他们，雷斯特自杀的可能很大，他因为残疾、语言文化而受到歧视和孤立。
虽然学校一直说这是个自杀案件，是一个孤独、抑郁的男孩上吊自杀的事件，但是布斯还是决定要继续调查。
布斯带着布雷恩来到一家餐馆吃饭，实验室的其他人紧跟着过来，并且一直在谈论案件，布斯强调这里是他放松的地方，不想谈论案子，但根本没有人在乎。
既然改变不了，布斯选择加入他们。
布斯一边吃饭一边拿起他们带来的资料，问哈金斯，既然雷斯特死了10-14天，那么他8天前发给父母的邮件怎么解释。
问讯室内，布斯目光如炬，盯着雷斯特的室友——塔克。
尚未成年的孩子哪里能经受住警察的拷问，很快便承认是他给雷斯特的父母发的邮箱，原因是雷斯特请求他帮忙打掩护，雷斯特要跟一个女孩在一起，但是塔克说他不知道女孩是谁，他以为是雷斯特编造的。
委内瑞拉的大使找到了布雷恩，诚恳地谈关于雷斯特的事情，布雷恩被她深切的母爱打动，表示一定会找出真相。
安琪拉利用三维技术计算造成雷斯特舌骨断裂的可能性，可是所有的可能性都被排除掉。
布雷恩和布斯试图来到雷斯特的房间寻找线索，在楼梯口迎面碰到了委内瑞拉的保安。
雷斯特的母亲请保安进入雷斯特的房间来证明有外人可以接近雷斯特，关于雷斯特死亡，学校所认定的自杀，并不是唯一的解释。
之后，两人再次回到雷斯特的房间翻找，布斯也从垃圾桶里找到了一个被折断的CD，如果喜欢音乐，为什么要把唱片扔掉。
两人找到了CD盒，里面还有一张带子，布雷恩发现是张DVD的带子。
他们回到办公室，和实验室的人一起观看，才发现这是色情录像。里面的主人公正是受害者——雷斯特和她的同学。
布雷恩说，要去听听校方关于色情录像的解释。
学校的校长表示他以前就看到过，甚至一些学生还会互相交换录像带。
布斯要求查看学校没收的所有色情录像带。校方表示没收的同时已经上交给了当地的政府部门。
布斯还从校长口中得知了录像带中女孩的身份——卡曼达。
卡曼达起初还试图掩饰自己跟雷斯特的关系。面对谎言，布斯失去了耐心，看到播放着的录像带，女孩大惊失色，不明白雷斯特为什么录下这些。
布斯从当地警长手中拿到了所有录像带，直言学校让警长得到晋升，所以她在看到录像带时对学校进行包庇，布斯戳穿了警长的伪善。
不仅如此，布雷恩从这些录像带里看到了卡曼达的母亲和雷斯特的室友塔克鬼混的录像。
塔克说，卡曼达的母亲给了他钱，让他保密。雷斯特设了局，想要再敲诈些钱。
塔克说要把事情告诉自己的父母，即便会被赶出学校。不久后就听到雷斯特自杀的消息。
另外，哈金斯这边取得了很大进展，他检查到雷斯特死前服用过大量的安眠药。布雷斯也从布斯的言谈中想到了造成雷斯特舌骨断裂的解释。
当胃酸进入食道，加上窒息，肯定会造成雷斯特胃液倒流，绳子会把胃酸锁在喉咙处，舌骨受到盐酸腐蚀变得脆弱。安琪拉根据布雷恩的推测模拟计算舌骨降解的时间，196个小时，差不多8天的时间。
这个发现与自杀相符，布雷恩提出要修改雷斯特的死亡报告。
布斯不愿相信，并指责布雷恩是在帮学校粉饰太平。
布雷恩对此同样难过，可是这是她目前找到的唯一合理的解释。
之后，安琪拉和扎克一起复原了雷斯特电脑硬盘里的一个小片段，录像中，雷斯特送给卡曼达一个海马形状的项链，这不像一个勒索者做的事情。
布雷恩眼尖地发现，卡曼达曾看向镜头。那么她不是勒索的受害者，她参与了勒索！
当卡曼达看到塔克也在接受审讯时，她很慌乱。布斯说，塔克说了一些对她不利的事情。
布斯和布雷恩一唱一和，卡曼达最后承认，和塔克一起，用录像带勒索自己母亲。也是她和塔克合谋，想要录下与雷斯特的录像敲诈他。
事到如今，卡曼达还在掩饰真相。
布斯站起来说，要以谋杀雷斯特的罪名逮捕卡曼达，布雷恩戳穿了她，因为雷斯特要向校长揭发他们敲诈勒索的事情，所以卡曼达给雷斯特下药，并把他吊到树上，企图以自杀的假象掩盖谋杀的事实。
,
