Un an après l'éclatement de la Section de recherches, Bernier, qui a quitté les forces de l'ordre et s'interroge encore sur son avenir, rend visite à Nadia, installée dans le sud de la France. Alors qu'il est en chemin, une voiture lui barre la route. A son bord, le conducteur a pris une balle dans le dos. Sur le siège arrière, Bernier trouve un bébé. Peu après, Martin fait connaissance avec Lucas Auriol, de la gendarmerie locale.

La Section de recherches reçoit l'appel de détresse d'une femme en train de se faire enlever. En cherchant son téléphone mobile, Roxane et Lucas retrouvent un véhicule. Deux femmes sont enfermées dans le coffre et seule l'une d'elles, Daphné Roche, respire encore. L'agresseur s'est volatilisé. Martin et ses équipes commencent par examiner la voiture et le corps de l'autre victime, Marina Veber.

Une gendarme chute d'un parapet et percute violemment une voiture à l'arrêt quelques mètres plus bas. En sortant du véhicule, le conducteur aperçoit une jeune femme qui prend aussitôt la fuite. Tout porte à croire que la victime est l'adjudant Hélène Corot. Mais en se présentant chez elle, Martin réalise qu'elle est bel et bien vivante. En réalité, la victime est sa sœur Audrey, qui avait emprunté son uniforme.

L'actrice Magali Portier, 30 ans, est retrouvée pendue dans la crypte d'une abbaye qui a, dix ans plus tôt, servi de décor au tournage de son premier long-métrage «Le Sang de Barbe-Bleue». Le ou les meurtriers ont visiblement cherché à reproduire la dernière scène du film. En examinant le corps, Nadia constate que la pendaison n'est pas la cause du décès. La victime a d'abord été frappée à la tempe et pendue post mortem.

L'équipe est appelée sur le lieu d'un nouvel homicide. La victime, Vincent Farnese, est un producteur d'huile d'olive que Nadia a vu quelques heures plus tôt lors d'un cocktail. En examinant le cadavre, elle constate que deux balles ont été tirées à plusieurs heures d'intervalle. Ses soupçons se portent sur une jeune serveuse présente à la réception. Lucas, de son côté, est perturbé par la visite d'un malfrat qui connait son passé trouble

Laurent Keller, directeur de l'aéroclub de Fayence, est retrouvé mort dans un champ, le corps dénudé au milieu de deux cercles concentriques. Nadia ne dispose d'aucun élément lui permettant d'identifier la cause du décès. Mais le cadavre comporte une trace de brûlure à la base de la nuque. Martin apprend que la victime était membre d'une association d'ufologie. Les adhérents sont convaincus qu'il a été tué par des extraterrestres.

Simon Novak, préposé à l'entretien d'une somptueuse villa de Golfe-Juan, dans les Alpes-Maritimes, est retrouvé mort, poignardé dans la propriété. La victime avait préparé un repas de gala et attendait visiblement une galante visite. Mais Nadia pense qu'une autre personne était sur place. Parallèlement, Martin cherche à savoir pourquoi la DCRI s'intéresse à Lucas. Le capitaine de la SR rencontre aussi des difficultés avec Leslie, qui a encore fait des siennes.

Le corps de Matthias Wagner, qui venait tout juste de s'évader de prison, est retrouvé dans une poubelle. Le procureur est d'autant plus surpris par cette affaire que la victime - qui purgeait une peine de huit ans pour meurtre, devait être libérée quinze jours plus tard. Martin rend visite à son codétenu mais une surprise l'attend. Celui-ci n'est autre que Marco, le tueur en série, ancien membre de la SR.

Charline Balestre, la fille d'une milliardaire, est retrouvée assassinée chez elle. Une heure plus tôt, la victime s'était fait dérober son sac à l'arraché. David Bréand, un musicien de 25 ans, s'est fait renverser par une voiture en tentant de rattraper le voleur. Martin pense que les deux affaires peuvent être liées. Il tente d'abord de savoir qui Charline a essayé d'appeler juste avant sa mort. Quant à Roxane, elle tente d'en savoir plus sur les circonstances du vol

Cécile Duchamp, médecin spécialisé dans le sport, a reçu une balle dans la tête alors qu'elle assistait à une démonstration des forces spéciales. Rapidement, Martin comprend qu'il ne peut s'agir d'un accident et que les balles à blanc ont été délibérément remplacées par des réelles. Selon Nadia, le coup fatal n'a pas été tiré par les militaires en exercice mais du premier étage d'une maison située à proximité.

Nina Renoir, jeune biochimiste et maître de conférences à l'université, est retrouvée morte dans la chambre d'un palace, à Cannes. Martin est surpris d'apprendre que la victime y travaillait comme femme de chambre. Selon les premières constatations de Nadia, le corps de la jeune femme a été déplacé post mortem. L'équipe tente de retrouver la vraie scène de crime et commence par interroger le personnel de l'hôtel.