Narra las investigaciones de un equipo del FBI que estudia el perfil psicológico de los criminales más importantes de los Estados Unidos para poder capturarlos.

La doctora Temperance Brennan (Emily Deschanel), antropóloga forense del Instituto Jeffersonian y escritora de novelas, y el agente especial del F.B.I. Seeley Booth (David Boreanaz), se unen para tratar de resolver los asesinatos en los que apenas quedan los restos óseos de los cadáveres.

Emily Thorne alquila una casa en los Hamptons durante el verano, aparentemente con la única intención de disfrutar de un descanso en el popular centro turístico. Pero pronto queda claro que hay algo más en su visita. Su verdadero nombre es Amanda Clarke y su padre fue inculpado por un crimen que no cometió y enviado a prisión de por vida. Ella ha venido a los Hamptons para vengarse de las personas que lo traicionaron y lo enviaron a la cárcel.

En esta versión moderna del clásico de Washington Irving, Ichabod Crane es resucitado dos siglos y medio después de su muerte para desentrañar un misterio que data de la época de la Guerra de Secesión. Al mismo tiempo que Ichabod, resucita también un jinete sin cabeza, fruto de un hechizo de sangre realizado en el campo de batalla. Ichabod será rápidamente consciente de que intentar detener a su antiguo enemigo será solo el comienzo, ya que el descabezado ser resucitado no es más que el primero de los cuatro jinetes del apocalipsis. Este reinventado Ichabod se encuentra en Sleepy Hollow, una ciudad en un mundo que ya no reconoce. Para terminar con el único miembro de la comunidad que le resulta familiar, el inmortal jinete, cuenta con la ayuda de la joven detective Abbie Mills, y con el incordio constante del capitán Frank Irving, el cual no se cree nada de lo que está ocurriendo. Ichabod es, por tanto, la única persona que está del lado de Abbie para resolver los asesinatos que se están produciendo. Su amplio conocimiento de la historia secreta de América, por haber vivido durante ese periodo, junto con las habilidades de Abbie para lidiar con las amenazas del presente, tendrán como resultado una pareja perfecta para combatir el mal. Veremos también los complejos pasados ​​de Abbie e Ichabod, como la aparición del fantasma de la mujer de éste, Katrina, o las visiones de la infancia de Abbie.