Une adolescente est retrouvée morte dans les bois de Hemlock Grove. Tout semble pointer vers une attaque animale, mais Peter, un gitan nouveau venu, éveille les soupçons.

Roman fait face à Peter sur la scène du crime et cherche un terrain d'entente. Letha dévoile un terrible secret et Olivia et Norman reprennent leurs vieilles habitudes.

Christina découvre une nouvelle victime et le shérif Sworn fait appel à l'aide de Dre Chasseur. Maintenant soupçonné, Peter se joint à Roman pour trouver le tueur.

L'intérêt de Letha envers Peter prend une autre dimension. Chasseur et Sworn essuient un nouveau revers tandis que Roman et Peter ont toujours un pied d'avance.

On en apprend davantage sur le lien unissant Shelly et Dr Pryce, Destiny aide Peter à comprendre le récent meurtre et le gala à la Tour tourne au désastre.

Peter et Roman suivent la piste de Lisa Willoughby jusqu'à la vieille aciérie où ils trouvent une pièce du casse-tête. Le rendez-vous de Christina tourne au vinaigre.

Shelley pose un geste pour son indépendance, Chasseur interroge Roman mais elle croise la route d'Olivia et l'amitié entre Peter et Roman déraille.

Après avoir attaqué le Godfrey Institute en état d'ivresse, Roman plonge dans le coma et commence un voyage dans son subconscient où plusieurs révélations l'attendent.

À l'approche de la pleine lune, les parents de Letha découvrent sa relation avec Peter. Malgré une crise de confiance, Chasseur se prépare à capturer le tueur.

Roman sort de son coma et, affaibli, il fait de nouveau équipe avec Peter pour arrêter le tueur. Hemlock Grove se prépare au pire à l'approche d'une nouvelle pleine lune.

Peter et sa mère se cachent des justiciers qui traquent le tueur, Christina disparaît et Roman regarde enfin la vérité en pleine face quant à sa propre nature.

Pendant qu'Oliva et Chasseur s'affrontent à l'aciérie, Shelley apprend la cruelle vérité sur sa famille et Peter et Roman découvrent l'identité du tueur.

La série de meurtres à Hemlock Grove prend fin de façon tragique. Les familles Godfrey et Rumancek paient chacune un lourd prix, mais l'horreur ultime reste à venir.