Une femme nue et amnésique est libérée d'un sac retrouvé à Times Square. Son corps est recouvert de tatouages. L'un d'eux mentionne le nom de Kurt Weller, un agent du FBI qui est appelé en renfort. Il tente d'en apprendre davantage sur cette inconnue et découvre une conspiration de grande ampleur...

Un des tatouages de Jane met Patterson et Kurt Weller sur la piste du major Arthur Gibson, un ancien pilote de chasse. En mission au Moyen-Orient, Gibson a été rapatrié sur le sol américain après un stress post-traumatique. Intrigués, Jane Doe et Kurt Weller vont rencontrer Gibson, mais celui-ci leur fait comprendre qu'il n'a rien à leur dire. Quelques secondes plus tard, sa maison explose...

Des malfrats commettent un braquage presque parfait, mais l'un d'entre eux est arrêté. Le criminel arbore le même tatouage de marine que celui de Jane. Se connnaissent-ils ? Parallèlement, Weller et Mayfair s'interrogent sur le rôle de Jane dans l'équipe...

Patterson et son petit ami, David, ont décodé un tatouage qui envoie toute l'équipe au CDC, le Centre de contrôle des maladies américain. Sur le corps de Jane Doe, il décrypte un message dont les conséquences pourraient être catastrophiques. Pendant ce temps, Jane et Weller se rapprochent...

Une prise d'otages dans un bâtiment administratif du Queens a des conséquences inattendues sur le plan international. La CIA et le FBI se retrouvent en concurrence pour mener l'enquête et résoudre la crise. Carter émet des doutes sur la fiabilité de Jane, ce qui provoque des frictions avec Mayfair. La loyauté de Reed est mise à l'épreuve...

L'assassinat d'un prince saoudien en visite à New York permet de mettre au jour une organisation criminelle : conçue par une jeune hackeuse, une application permet à des criminels de traquer les véhicules des forces de l'ordre. Jane et Weller cherchent à circonscrire leur relation au cadre professionnel...

Patterson réussit à décoder un nouveau tatouage sur le corps de Jane indiquant le numéro de dossier de Saul Guerrero, un criminel notoire recherché par les autorités. Cela conduit l'équipe à Braklin, un village reculé où ils mettent la main sur Guerrero. Weller et ses collègues se retrouvent piégés...

Après le meurtre de deux policiers, Patterson décode un tatouage qui aurait annoncé ce funeste événement. Toute l'équipe tente de prévenir d'autres attaques contre les forces de l'ordre en suivant une piste. Mayfair se confie à Weller et lui révèle des éléments troubles de son passé...

A Barcelone, un homme est torturé et assassiné par un couple de Bulgares. Patterson est intriguée par des lettres de même police de caractère disséminées parmi les tatouages de Jane, qui pourraient avoir un sens. Elle découvre que l'une d'elles forme un nom d'utilisateur pour un forum d'éleveurs de chiens...

L'équipe tente d'aider Patterson à surmonter la mort de David. Le code du livre est enfin élucidé : il s'agit d'un réseau d'espions russes, remontant à la guerre froide, tous insérés dans la société. Ces cellules dormantes semblent avoir repris du service, et être prêtes à perpétrer des assassinats...

Maintenant que Jane connaît sa véritable identité, elle peut progresser dans son enquête sur son passé. Parallèlement, un des tatouages de la jeune femme amène l'équipe sur une petite île, située au large de la Turquie. Ils y découvrent un avion de ligne dont on avait perdu la trace plusieurs mois plus tôt...

Un vétéran de la guerre d'Irak fait irruption dans une base militaire, déclenche une fusillade et abat plusieurs soldats. La vidéosurveillance permet de l'identifier. Il s'agit du sergent Charlie Napier, déclaré mort depuis 18 mois dans une attaque à l'engin explosif. L'équipe parvient à l'appréhender...

Un renseignement révèle la présence d'une taupe au sein de l'équipe du FBI de New York. L'ambiance délétère est source de tensions car chacun craint de voir ses secrets révélés au grand jour, tout particulièrement Jane. Toute la cohérence du service est mise en danger, ainsi que la réussite des missions...

Un informateur anonyme pousse l'équipe à s'intéresser à un prisonnier dans le couloir de la mort. Un mail permet en effet à Patterson de décrypter un code, une affaire de meurtre impliquant une femme mexicaine. Mais les circonstances du crime sont floues et l'accusé a soudainement arrêté de clamer son innocence...

Oscar demande à Jane de placer un traceur GPS dans le véhicule de son équipe. Reade est agressé par un homme masqué qui le menace de tuer Sarah et Sawyer. Lorsqu'il rencontre Mayfair au siège du FBI, celle-ci ne le croit pas quand il prétend que ses recherches l'ont conduit à une impasse...

Un camion blindé a été attaqué, et les armes chimiques qu'il transportait dérobées, obligeant le FBI à agir au plus vite pour contrecarrer un complot terroriste. Pour sa part, Jane est troublée par un souvenir perturbant concernant Weller. Elle choisit de se rapprocher un peu plus d'Oscar...

Patterson continue d'enquêter en secret sur un nouveau tatouage grâce à ce que lui murmure le fantôme de David. Elle récupère un indice dans l'ancien appartement de son ex-ami puis se rend au laboratoire en pleine nuit. Elle comprend que le tatouage à décoder est le taureau, qui lui a déjà servi...

Alors qu'il vient de subir une agression dans la prison où il purge une peine, Rich Pointcom, un criminel et escroc du Dark Net, déclare vouloir coopérer avec les autorités. En échange d'un régime carcéral plus clément, il propose de livrer Sho Ahktar, considéré comme le banquier d'importantes organisations terroristes. Malgré les réticences de Weller, Mayfair donne son accord à l'opération...

Des chiffres dans les tatouages de Jane poussent l'équipe à s'intéresser à la politique de recrutement d'une université. Reade connaît un entraîneur sportif de l'établissement et s'apprête à l'interroger, quand une fusillade éclate au sein de l'établissement. L'équipe se scinde pour retrouver le tireur...

Une jeune fille, retrouvée errant dans les rues, fait un dessin identique à l'un des tatouages de Jane, ce qui pousse Borden à en parler au FBI. Par ailleurs, tandis que Jane se rapproche à nouveau de Weller, l'amitié entre Borden et Patterson s'épanouit...

Tout le monde s'affaire dans les locaux : Weller se rend à une consultation avec le docteur Borden, Reade discute avec Sarah et Mayfair pose des questions à Zapata. Soudain, le bâtiment est verrouillé et tout le monde pense qu'il s'agit d'un exercice. En réalité, des hackers ont pris le contrôle des lieux...

Pellington annonce à Weller qu'il va profiter de la mise à l'écart de Mayfair pour mettre fin à l'enquête concernant Jane, alias Taylor Shaw, qu'il déclare désormais indésirable au sein du FBI. Kurt tente de persuader Mayfair, placée en résidence surveillée, de lui donner plus d'éléments sur Daylight.

Weller ne se remet pas des révélations de son père. Il se confie au docteur Borden, qui lui conseille de se fier à son instinct. Weller fait alors part à Sarah des propos tenus par leur père avant sa mort. De son côté, Jane traque Oscar. Elle demande de l'aide à Ana...