Maxwell Caulfield

Claire partecipa ad una riunione con i suoi vecchi compagni di scuola. Jay, che inizialmente aveva un altro impegno, la raggiunge alla rimpatriata e conosce il suo ex.

Durante l'addestramento per una missione su Marte, un astronauta viene assassinato misteriosamente all'interno della simulazione. Castle e Beckett indossano la tuta spaziale per svolgere le indagini.

Tony e Ziva sopravvivono all'incidente causato da Bodnar, ma quest'ultimo riesce a recuperare i suoi diamanti ed effettua un'altra chiamata video a Ziva…

Jessica viene arrestata per omicidio e suo nipote Grady e l'agente Haggerty fanno in modo di tenerla dentro, al sicuro, finchè non trovano il vero colpevole.

Jessica e il detective Harry McGraw (Angela Lansbury, Jerry Orbach) indagano sull'omiocidio di un proprietario di purosangue (Kevin McCarthy) il cui cavallo vincente ha avuto due puledri non in programma. Guest star: Maxwell Caulfield.