El vuelo 716, un avión con 250 pasajeros, desaparece sin dejar rastro sobre el océano Atlántico. Kendra Malley, una investigadora especializada en este tipo de sucesos, recibe el encargo de investigar lo ocurrido.

En la década de 1890, el inspector de policía William Murdoch utiliza técnicas forenses radicales para la época, incluidas las pruebas de huellas dactilares y de detección, y con este enfoque más científico puede resolver los casos de homicidio más resonantes de la ciudad.

Covert Affairs se enfoca en una joven estudiante de la CIA, Annie Walker (Perabo), que misteriosamente es llamada a las oficinas centrales para trabajar como una operativa de campo. Walker se unió a la CIA mientras todavía se recuperaba de una relación con un misterioso ex-novio que parece ser de interés particular para sus nuevos jefes. Ella promete nunca dejarse herir nuevamente, pero eso parece ser un deseo demasiado complicado. Junto a Perabo, la serie presenta a Christopher Gorham como Auggie Anderson, un agente de inteligencia de la CIA que fue cegado durante una misión y es el guía de Annie dentro de este mundo de burocracia e intriga. La serie presenta un gran reparto secundario que incluye a Peter Gallagher (The OC), Kari Matchett (Leverage) y Anne Dudek (House).

Charlie Hudson es un policía que siempre ha querido hacer este trabajo. Cuando sabe que el perro pastor alemán Rex tiene que ser sacrificado tras la muerte del humano con el que trabajaba, decide quedárselo como compañero.