Juillet 2006, la ville d'Aix-en-Provence est soumise à une tension toute particulière. Le procès de Mathias Rousseau, l'homme qui s'est fait appeler le "Zodiaque", va s'ouvrir. Rappelée en France pour témoigner, Esther Delaître s'installe avec Quentin, l'enfant qu'elle a adopté, chez son frère Jérôme, dans sa maison située sur les rives du Lac Léman en Suisse. Mais la disparition de la petite Lucie Daguerre remet tout en question. La famille de l'enfant disparue dirige l'Institut Daguerre, une école réputée où Mathias avait séjourné quelques mois lorsqu'il était plus jeune. Le "Zodiaque" tire-t-il les ficelles depuis sa cellule ? Est-il victime d'un imitateur ? Cette nouvelle affaire replonge Esther deux ans en arrière...
16 mai 1991 : le jeune officier de police Alexandre Falco a l'avenir devant lui, une femme et une petite fille. La vie en décide autrement : il prend une balle dans la tête qui le plonge dans le coma. 22 ans plus tard : Falco ouvre les yeux dans un monde qu'il ne reconnaît pas. Sa femme a refait sa vie, sa fille est adulte. Et son ancien équipier, aujourd'hui commissaire, lui propose la retraite. Mais Falco ne renonce pas. Anticonformiste, tête brûlée, flic à l'instinct hors pair, il réintègre la police et enquête avec le jeune et procédurier lieutenant Chevalier. En parallèle, Falco va tout faire pour récupérer sa vie. Après ce qu'il a vécu, rien ni personne ne peut plus l'arrêter.
Les histoires sont inspirées des romans d'Agatha Christie. De 2009 à 2012, la série met en scène le commissaire Jean Larosière (Antoine Duléry) et son adjoint l'inspecteur Émile Lampion (Marius Colucci) dans les années 1930 dans le Nord-Pas-de-Calais. De 2013 à 2020, elle met en scène la journaliste Alice Avril (Blandine Bellavoir), le commissaire Swan Laurence (Samuel Labarthe) et sa secrétaire Marlène Leroy (Élodie Frenck) tout à la fin des années 1950, puis au début des années 1960. En octobre 2019, la fin de la saison 2 est annoncée aux acteurs, renouvelant la série pour une troisième saison mais avec une toute nouvelle distribution, dans les années 1970