1987年，六岁的吴冰与双胞胎妹妹吴雪目睹一起凶杀案。凶手发现她们并带走吴雪，吴冰逃脱。刑警队长曾国强持续调查此案，但一直未能破案。23年后，吴冰成为海崖市万菱分局的法医，她一直未放弃寻找妹妹。曾国强已成为公安局长，仍关注此案，其学生周岩也申请调来海崖市。吴冰发现一起新的凶杀案与妹妹失踪旧案有关联，她与曾国强、周岩等联手推进两案并案调查。此时声称失忆的吴雪以邹梦月的身份来到海崖市，与吴冰重逢。案件调查中，很多线索显示凶手似乎与邹梦月有着千丝万缕的联系，邹梦月坚持说自己是清白的，吴冰经过内心煎熬和挣扎后选择了相信妹妹。最终在刑警和法医的调查下，新案与旧案的真凶被缉拿归案，妹妹的嫌疑被洗清。吴冰继续从事法医工作，邹梦月将名字改回吴雪，两姐妹团聚。