Un psychiatre s'empare d'un cas extraordinaire, qui a trompé la police pendant 35 ans : l'affaire dite du Grêlé. En 1987, la brigade des mineurs est sur la piste d'un violeur en série à Paris. A la suite de l'audition de jeunes filles approchées, parfois violées, par un homme qui semble être le même, se dessine très vite la piste d'un multirécidiviste. Mais les liens sont difficiles à établir entre toutes ces affaires, les témoignages divergent parfois. Jusqu'au jour où la brigade criminelle s'intéresse à l'une des victimes de cet homme : il se peut que la personne qu'elle traque soit rattachée à un autre cas. Cette fois-ci, il s'agit du meurtre d'une petite fille.

Le psychiatre découvre peu à peu le mécanisme qui s'est mis en place chez le tueur. Les enquêteurs de la Crim' traquent celui qui a commis l'horreur de l'assassinat de Cécile Bloch. Mais l'enquête n'avance pas car, à la fin des années 1980, l'archaïsme de la police technique et scientifique est fatidique. Réduits à décortiquer le mode opératoire du tueur et à utiliser son seul portrait-robot, les inspecteurs cherchent, pensent trouver des choses, mais, en réalité, ils s'égarent.

C’est le temps de l’obsession : le psychiatre et les enquêteurs sont hantés par cette affaire sans fin, qui multiplie les fausses pistes. Grâce aux progrès de la police scientifique et la mise au point de l’ADN, l’affaire du Grêlé prend une dimension tentaculaire. Mais, malgré le nombre de cas, d’indices, et les nouveaux outils mis à leur disposition, l’affaire dépasse les enquêteurs, et le tueur, lui, court toujours.

Alors que le psychiatre assemble les dernières pièces du puzzle, des enquêteurs parallèles se mêlent à l'énigme du Grêlé. L'enquête officielle, elle, est à l'arrêt depuis des années. Mais un dernier coup de théâtre dans une affaire décidément hors norme éclate. Le corps de François Vérove est retrouvé dans un petit studio. A ses côtés, une lettre, qui donne les réponses tant recherchées par trois décennies d'enquête.