Affectée dans un commissariat d'une petite ville d'Occitanie après une intervention qui a défiguré la moitié de son visage, la capitaine de police parisienne Noémie Chastain voit sa mission de convalescence forcée prendre une sombre tournure. Alors qu'elle devait faire un rapport sur l'activité du commissariat et son éventuelle fermeture, elle se retrouve soudainement plongée dans une affaire de disparition datant d'il y a vingt ans. Un fût contenant le squelette d'un enfant remonte à la surface du lac artificiel, au fond duquel repose l'ancien village englouti. En dépit de sa hiérarchie qui la considère fragile, la capitaine saisit à bras le corps cette affaire. Mais au travers de cette étrange enquête, elle verra tout un pan enfoui de sa propre vie, refaire surface lui aussi...
Le corps est identifié, c'est le petit Alex Dorin. La tension monte dans la ville car à l'époque, ce sont bien trois enfants qui ont disparu : Alex, mais aussi Cyril et Elsa qui étaient les meilleurs amis d'enfance du lieutenant Romain Valant. Le coéquipier de Noémie est dévasté, mais tient à poursuivre l'enquête...
Au cours d'une nouvelle plongée d'Hugo, un événement hors du commun se produit dans la ville engloutie. Il s'en est fallu de peu pour que cette catastrophe fasse une victime. Noémie est bien plus touchée qu'elle ne l'admet par cette enquête qui fait ressurgir un traumatisme de son enfance. Au domicile de Jean Casteran, le père de Cyril, Noémie et Romain dénichent un carnet intime qui appartenait au petit garçon disparu. Ses mots d'enfants incriminent directement son père et constituent une nouvelle preuve de sa potentielle culpabilité. Mais l'homme est soudainement introuvable...
Alors que Jean Casteran s’explique, avec beaucoup d’émotion, sur ses activités illicites, un incendie dévastateur se déclare dans la ferme des Dorin, les parents du petit Alex. Jacques Dorin fait alors figure de suspect idéal, et l’équipe se concentre sur ses faits et gestes, le poussant dans ses retranchements les plus intimes. Au lac, tous les fûts sont remontés à la surface, et le village peut enfin enterrer ses morts. Mais un mystère reste encore entier… Qu’est-il arrivé à la petite Elsa, dont le corps n’a pas été retrouvé ?
Un autre cadavre, celui d’une adulte, sème le trouble dans l’enquête. Qui peut bien être cette femme retrouvée dans une tombe qui n’est pas la sienne ? Bouleversé par les révélations de sa mère Catherine Valant, Romain peine à garder son sang-froid et pourrait bien être écarté de l’enquête par Noémie… qui, elle, décide d’affronter enfin ses propres démons en acceptant une plongée avec Hugo. Une visite surprise de la procureure pourrait alors mettre définitivement fin à la mission de la Capitaine Chastain… s’il n’y avait pas l’apparition aussi inattendue que surprenante d’une personne qu’on ne croyait jamais voir revenir à Avalone…
A Avalone, c’est la sidération. A la place de la petite fille qu’on croyait morte se tient une jeune femme, solaire et bien vivante. L’enquête prend alors un nouveau tournant. Elsa explique son étrange disparition, des révélations qui replongent Romain 23 ans en arrière et le déstabilisent profondément. Noémie parviendra-t-elle à faire toute la lumière sur cet étrange cold case ? Et réussira-t-elle, à travers cette enquête et l’aide sans faille d’Hugo, à surmonter son propre drame intime… et peut-être donner un nouveau souffle à sa vie ?
