Aparece una bolsa sospechosa en medio de Times Square. De dentro, sale una misteriosa mujer (Jamie Alexander) completamente desnuda. No recuerda nada, ni quién es, ni cómo ha llegado allí. Tiene todo el cuerpo cubierto de tatuajes, uno de ellos es el nombre del agente del FBI Kurt Weller (Sullivan Stapleton). Cada tatuaje es una pista sin resolver. Al intentar conocer la identidad de esta Jane Doe, empiezan a desentramar una gran conspiración con casos de asesinatos y misiones de espías.