נוסחה לרצח

כשגופת אישה צעירה נמצאת ביערות שליד העיירה סן בניטו שבקליפורניה, בלשית מחלק הרצח קייסי מייוות'ר (בולוק) ושותפה הצעיר והשאפתן סם קנדי (צ'פלין) מקבלים את תיק החקירה. שני הבלשים עושים את דרכם דרך ראיות ורמזים מיקרוסקופיים שמצביעים על אקט אקראי של אלימות. אבל לקייסי יש תחושת בטן לגבי הרצח הזה, הוא מזכיר לה אירוע בעברה. היא משקיעה את כל כולה בחקירה, אוספת בקפדנות את כל הראיות מזירת הפשע, ומשרטטת דיוקן של הרוצח מהרמזים הספורים שהוא השאיר אחריו, הראיות מובילות את קייסי וסם אל בחור צעיר בשם ריצ'רד הייווד (גוסלינג) שאת מגפיו הגנובות נעל ככל הנראה הרוצח בזירת הפשע. סם וקייסי בודקים את הראיות בדרך שונה לגמרי, בעוד סם ממשיך לנסות ולצייר את דיוקנו של הרוצח בעזרת כל הרמזים הקטנים שהושארו בזירת הפשע, קייסי חוקרת את המקרה בדרכה שלה כשהיא הולכת בעקבות אינסטינקטים, תחושות ורוחות מהעבר. היא בונה תיאוריה על פיה ריצ'רד הייווד וחברו הסודי ג'סטין פנדלטון (פיט) חברו יחד על מנת לבצע את הרצח המושלם.