Un tueur en série a assassiné l'étudiante Jane Herzfeld de plusieurs balles. Castle et Beckett héritent de cette affaire. Une course contre la montre démarre pour le tandem d'enquêteurs, qui doit retrouver le criminel avant qu'il ne récidive. Très vite, ils apprennent que l'arme du crime est celle de leur coéquipier Kevin Ryan. Par ailleurs, des traces de cocaïne ont été décelées sur le corps de la victime, dont l'ex-fiancé est un dealer connu. Par ailleurs, les relevés téléphoniques montrent que Jane était en contact avec un agent de la brigade des stupéfiants enquêtant sous couverture...