Lorsqu'une fillette de deux ans disparaît de son domicile, Beckett est appelée à la rescousse et découvre que l'agent du FBI en charge de l'enquête n'est autre que son ex-petit ami. Tous deux tentent de mettre de côté leurs sentiments non résolus tandis qu'ils se lancent dans une course contre la montre pour retrouver la jeune fille. Mais lorsque Castle s'immisce dans l'enquête, la compétition s'intensifie rapidement pour conquérir le cœur de Beckett.