Appelée sur les lieux d'une collision entre une voiture et un train de banlieue, l'équipe de Bones fait la connaissance de sa nouvelle patronne, Camille Saroyan, une ancienne petite amie de Booth. Camille et Booth renouent avant de se séparer dans l'épisode 12, "Fin de partie", mettant à nouveau en scène le tueur en série Howard Epps. C'est également dans cette deuxième saison qu'apparaît le Fossoyeur, un personnage récurrent de la série jusqu'à la saison 6. Enfin, Angela, l'infographiste de l'Institut, qui est aussi la fille de Billy Gibbons, du groupe ZZ Top, entame une relation avec l'entomologiste Jack Hodgins. Les corps d'adolescents jumeaux, enlevés cinq années plus tôt, sont retrouvés enterrés dans une cuve étanche. Tous deux ont été victimes du Fossoyeur, un psychopathe dont la particularité est d'enfouir ses proies et de les libérer en échange d'une rançon. Jamais arrêté par les autorités, ce criminel sévit à nouveau et enlève Brennan et Hodgins. Booth dispose de douze heures pour les retrouver. Leur tortionnaire demande huit millions de dollars pour leur libération. De leur côté, Brennan et Hodgins se réveillent dans leur voiture, sous terre. Ils n'ont que dix heures d'oxygène et tentent de faire l'inventaire des objets présents dans le véhicule pour organiser leur survie...