第1集：命案连发杜城沈翊见面
北江分局刑警队长杜城是一名年轻的老警察，平日里不苟言笑，对待案子认真负责。杜城近日在调查一桩行李袋男尸体案，为了让张局相信自己的推论，他竟然把自己浸在浴缸里做实验。警员蒋峰找杜城报告，警局接到了一起报案。
玲珑公寓里发现了一名女性死者，现场除了丢失了一部手机外并没有其他发现。一名外卖小哥称自己见到过死者，杜城带着外卖小哥查看电梯里的监控视频，最终他们调查出凶手进入了一桩居民楼内。
画像师沈翊为人风趣，在绘画方面造诣颇深，对人物的分析从内心到外貌都很精准。在警校当老师的沈翊正在上课，这时北江分局的张局长打电话请沈翊帮忙画像，沈翊根据外卖小哥的描述画出了凶手的相貌，但外卖小哥觉得并不完全相像，沈翊细致的询问了外卖小哥观察凶手的角度，最终他画出了凶手的正面画像。
张局让杜城在居民楼下等画像，然而杜城根本不相信画像会给他带来帮助。杜城让警员们分头调查，这时凶手发现了异常正准备离开。凶手将自己伪装成残疾人企图蒙混过关，却被搭讪的杜城一眼识破。凶手夺路而逃，杜城一路追赶就连被车撞到也毫不在意。凶手逃到一条死胡同，杜城将他制服。
北江分局的张局长是一名干练的女警，她性格爽利，很珍惜人才。案件告破，张局打电话通知沈翊可以到北江分局来工作。预审员老闫经验丰富，他迅速的得知凶手是被人雇佣才去杀害死者的，根据技术组恢复的手机通讯信息，杜城掌握了买凶杀人的真凶，饭还没吃完他就带着警员们前去抓捕。
七年前沈翊的画像能力已经小有名气，有一个戴着墨镜的女人找他画像，沈翊根据一张年幼时的照片成功画出三十五年后照片中男人的相貌。这男人是当时北江分局刑警队的雷队长，凶手拿着画像找到雷队长并将他杀害，杜城作为雷队长的徒弟赶到抛尸现场时悲痛至极。遗留在现场的画像让杜城找到了沈翊，他想让沈翊画出那女人的相貌，可沈翊就是画不出来。案件至今没有侦破，这不仅让杜城无法释怀，就连沈翊也一直为此感到困顿。
沈翊到警局报道，张局长把曾经雷队长的办公室分给了他，杜城得知此事找张局长理论。张局长希望杜城能够别再耿耿于怀，杜城摘掉工作证提出调离北江分局。辖区内再次发生命案，杜城只得先放下芥蒂继续查案，张局长让他带沈翊一起去现场，可杜城并没等沈翊一起出发。
整形医院的老板兼医生梁毅死在了整形医院的五楼，报案的是他的秘书，根据秘书交代这栋楼的一到四层是整形医院，五层是梁毅的私人空间，楼里只有一部电梯，除了自己和梁毅外没人有权限乘电梯到五楼。法医根据尸检推测出梁毅的死亡时间，而死因则是氰化物中毒。沈翊根据房屋的构造发觉五楼的空间不对，最终沈翊通过一幅画找到了一间密室，而密室里保存着大量的不雅视频。
为了保护客人的隐私，整形医院里没有安装视频监控，警员从楼外摄像头记录的视频中找到了一名女性在梁毅死亡时间内出入整形医院的画面，可惜这名女性包裹的太严实，根本看不起外貌，沈翊想利用这段画面做一副画像。沈翊找女警李晗做模特，杜城觉得他是在浪费时间，沈翊问杜城，如果自己画出了画像，是不是就可以使用这间办公室了，杜城未置可否。
第2集：杜城沈翊联手破案
梁毅密室里的光碟里记录了大量不雅视频，视频里的女人全都是找梁毅做过整容手术的女人，她们有的是被迷J，有的则是心甘情愿。这些视频光碟有五盘不见了踪迹，张局觉得找出这五盘光碟上记录的女人，或许其中就有一名是凶手。杜城让梁毅的秘书把不雅视频截图的照片跟她们整容之前的照片进行匹配，秘书只接手过部分患者，但她想起有一名叫艾文的女孩因为整形失败而跟梁毅结了仇。
沈翊曾提起整形医院外监控视频画面里的女人很可能是整形失败了，由此杜城连忙带蒋峰去找艾文。艾文的母亲给了两人一个电话，杜城找到艾文后发现整容失败的艾文早已神志不清，如今她一直住在精神病院里。
线索中断，杜城找张局长汇报案情，当务之急是要把整容后和整容前的人进行一一确认，沈翊有把握完成这件事，他要根据整容后的不雅视频画面画出所有女人整容前的画像，张局长安排杜城和沈翊一起去做。沈翊表示自己已经画出了整容医院外监控视频里那女人的画像，他想让杜城认可自己使用雷队长的办公室，杜城让沈翊专心做事。沈翊把画像贴满了办公室，杜城根据画像比对上了整容女性的病例，随后进行了一一传唤。
传唤的女性表现各异，但都有不在场证据，现在只剩下一个叫范若萱的女性还没来。夜色深深，范若萱来到警局，当她摘下口罩的那一刻，众人发现她跟出现在整形医院外的女人、沈翊所画的画像几乎一模一样。范若萱说出自己被梁毅迷奸，后又整容失败的事情，老闫反复审问她是否杀害梁毅，可范若萱交代出她去整形医院的时间跟梁毅的死亡时间并不相符，梁毅死亡的夜里，她整晚都因酒驾被关在了派出所里。每一场审讯都在外面观察嫌疑人的沈翊觉得范若萱没有撒谎，杜城调查后发现事实确实如此。
杜城怀疑有人调换了整形医院外的监控视频，他带蒋峰找到了当夜在监控室值班的刘连明时发现刘连明已经死亡。刘连明的死因也是氰化物中毒，杜城认定梁毅的死和刘连明的死是一名凶手所为，但梁毅死亡案发现场的酒杯里没有发现氰化物，而刘连明的酒力里不仅发现了氰化物，还发现了常用于美甲的邻苯二甲酸酯。
沈翊想起被传唤女性的一些细节，其中蒋歌异常美丽的手和手指甲上的美甲引起了沈翊的怀疑，杜城跟沈翊一起去拜访蒋歌。杜城从蒋歌手中拿到了梁毅死亡期间她的不在场证据--一段二十四小时的监控视频，沈翊从监控视频的光线中发现端倪，从而认定这段视频是伪造的，杜城带着传唤令将蒋歌带回了警局。
警察从蒋歌的住处找到了一片指甲，化验结果随即送到了杜城的手中，杜城劝蒋歌说实话，蒋歌无从抵赖只能交代。从事建筑设计的蒋歌因为女性的身份而遭到职业歧视，为了改变现状，蒋歌找梁毅为自己进行整容手术。整容后的蒋歌事业一路高歌，她还亲自给梁毅设计了那间密室，而梁毅就在密室里将蒋歌迷J的。蒋歌醒来后痛苦不已却又对梁毅无可奈何，两人维系一段时间不正常的男女关系，蒋歌想要彻底摆脱梁毅。蒋歌发现梁毅有恋手癖，所有她把毒藏在了指甲里。刘连明帮蒋歌替换了整容医院外的视频，又帮蒋歌伪造了证明她不在场的视频，蒋歌为了永绝后患，便有在指甲里藏毒，趁刘连明喝酒时悄悄把毒下在了刘连明的酒杯里。
第3集：沈翊留在警局杜城仍怀疑
蒋歌交代了犯罪经过后在证词书上签下了名字，她很好奇杜城是如何发现她的破绽的，杜城直言是沈翊发现了她小拇指美甲的颜色跟其他颜色不符，从而推想出来的。沈翊在外面看着杜城审讯，同时还给蒋歌画了一张画像，沈翊觉得蒋歌的经历很像居里夫人，居里夫人就是在一大群男人中以非凡能力脱颖而出的女性，不同的是居里夫人从没想过要靠外貌给自己制造机会。蒋歌看着自己曾经的样貌也很后悔，或许她不整容也可能凭借才华出人头地。沈翊回警校给同学们上课，他找出马拉之死的画中与事实不符的地方，并借此告诉大家，画像师需要记录犯罪现场，还原犯罪过程。沈翊对破案的帮助不必多说，杜城愿赌服输，同意让沈翊使用雷队长的办公室。杜城主动提出要跟沈翊合作办案，这让张局长欣然同意。李晗得知消息觉得很不可思议，了解杜城的蒋峰表示杜城把沈翊放在眼皮子下面就是为了更好的监视他。杜城下班时独自回望警局大楼，在这里杜城曾跟雷队长结下了深厚的情谊，法医何洺月理解杜城的心情，但沈翊的画像能够帮助破案也是事实，杜城有些不服气，何洺月觉得在雷队长的案子里，沈翊只是个被利用的人。丰美路派出所接到了一起抢劫案，目击者中有三人是画家，但是这三人给出的犯罪嫌疑人的画像差别很大，张局长让杜城带沈翊去协助破案。沈翊根据现场的视频画出了犯罪嫌疑人的画像，警员们经过排查顺利的抓到了犯罪嫌疑人。三位画家都举办过画展，小有名气，他们看过画像后随即便认出这画像出自沈翊之手。沈翊本可以靠绘画赚得盆满钵满，可他却去了警校教书，最后还来警局做起了画像师，这点很让杜城不解。杜城不明白沈翊可以根据模糊的视频画出毁容的范若萱，也可以根据远距离的视频资料画出抢劫犯的画像，为什么却画不出当年那个带墨镜的女人，所以他一直怀疑沈翊。江北第七中学是所高中，在扩建打地基时在操场挖出了一具骸骨，经何洺月检验发现骸骨的头骨和躯干来自两个不同的女性，案件陷入僵局，杜城准备先调查一下本市十年内失踪女性的情况，蒋峰提议让沈翊根据头骨画出死者的画像，沈翊一口答应。沈翊彻夜不眠，他试图根据头骨倒推尸体九相图从而复原头骨的画像，何洺月在检查头骨时发现头骨后脑部有被磨损的地方，沈翊检查一遍后，两人一致认为这个头骨是美术室给学生做绘画模具用的，而磨掉的部分是一组标本编号。杜城带着何洺月和沈翊到七中的美术室调查，果然发现了一个没有编号的绘画头骨模具，根据DNA的检测，这个头骨跟骸骨中的躯干属于同一女性。失踪人员的筛查结束，杜城试图用电脑合成的方式照出头骨对应的人，然而效果并不满意，另一边沈翊则成功重塑了头骨上的血肉并成功给头骨做了画像。杜城看着画像一眼就认出她叫任晓玄。任晓玄于十年前失踪，那年她仅有十五岁，失踪前她刚刚从北江七中转学离开，而她在北江七中的就读时间也很短暂。任晓玄父母在她年幼时就离婚了，之后她一直跟着母亲生活，根据同学和老师的反应，任晓玄性格比较孤僻。线索少就意味着调查的范围变广，沈翊决定到美院找老师翟蓝心聊天。翟蓝心曾是任晓玄的学姐，两人相识与校内的绘画兴趣班，翟蓝心对任晓玄了解不多，随后还带沈翊看了用学生桌板做成的绘画墙。杜城带蒋峰走访了任晓玄的妈妈，任妈妈已经再婚生子，提起任晓玄时，任妈妈直言任晓玄失踪前两人的交流不多，杜城把任晓玄的遗物带回警局。
第4集：线索浮现日记本会撒谎
案情汇总会上，杜城安排警员尽快走访任晓玄当年的同学，争取拿到线索。而任晓玄的头骨是在尸体白骨化之后被人更换的，那么尽快确认头骨更换年限就至关重要。沈翊听完后匆匆离开，他根据学校画室里的画找到了翟蓝心的家。翟蓝心家有一副尚未完成的线画，翟蓝心很喜欢线画中随风摆动的发丝，沈翊觉得这很巧妙。七中历届美术生都有头骨临摹作业，沈翊想通过查看这些作业找出头骨调换的时间，最终沈翊确定了头骨被调换的时间。线索汇总，任晓玄的头骨是在她失踪后的第六年被调换的，沈翊指出美术室只有美术生和美术老师可以随意出入。任妈妈带来一本被任晓玄伪装成语文书的日记，读过日记之后杜城发现任晓玄曾经遭到霸凌和猥亵，李晗以少女的视角解读了日记，这日记中记载了一个任晓玄喜爱的男生。沈翊在日记本中看到了任晓玄画的一个男生的背影，这跟任晓玄课桌上画的男生背影一摸一样。杜城把任晓玄的日记交给沈翊，让他进行画像，沈翊嫌弃杜城研读的不够仔细，杜城嘴上不服，但私下里又再一次认真的看了日记，日记里记载了任晓玄遭遇猥亵的过程，杜城发现猥亵任晓玄的人很可能是她当时的美术老师张梓鹏。杜城查阅教师档案发现张梓鹏因为猥亵女学生被开除了，时间就在任晓玄头骨被调换之后。沈翊坐在操场上寻找灵感，他试图通过任晓玄的描述画下那男生的画像，就在他似乎要触摸到男生的时候，杜城突然打断了他。杜城带沈翊去找改名为赵听涛的赵梓鹏了解情况，他现在正在经营一间画廊。赵梓鹏在会客，杜城和沈翊在画廊闲逛，沈翊发现画廊里每幅油画作品下都被标注了不应该出现的售卖次数，而且画上记录的绘画时间和绘画者也有问题。沈翊怀疑赵梓鹏卖的不是画，杜城将赵梓鹏带回警局审问，赵梓鹏交代了他组织卖Y的事，但却否认是他杀害的任晓玄。当年赵梓鹏猥亵任晓玄时被一个男同学打断，沈翊追问男生的长相，可赵梓鹏根本想不起来。
沈翊找翟蓝心询问情况，可翟蓝心根本不知道任晓玄有男朋友，沈翊让翟蓝心根据任晓玄日记的描述画了一副画像。翟蓝心讲起他们这些美术室时常聚会的事情，沈翊想组织一场聚会，看看跟任晓玄有关的男生是否就在其中。机会场地被安排在了学校，准备的时候沈翊询问翟蓝心为什么不出国深造，毕竟以她的艺术造诣可以有更高的成就，翟蓝心反问沈翊为何要到警局做画像师，沈翊只说自己喜欢稳定的工作和稳定的工作收入。翟蓝心不想被太多欲望包围，在学校任教可以让她把艺术带给每个喜欢绘画的同学。
聚会上大家都很开心，翟蓝心提出玩游戏，她还抛砖引玉，最终大家都拿起粉笔在黑板上描绘人物，这段人物的介绍就来自于任晓玄的日记。沈翊和杜城在暗处观察众人的反应，其中一个叫田林的男生引起了两人的注意，田林被带回警局。田林坦白自己曾看过任晓玄的日记，在这之前他一直以为任晓玄喜欢的是自己，那时任晓玄常常在篮球场上看他打篮球，两人相识在一个下雨的愚人节。田林发现是自己自作多情后便开始霸凌任晓玄，这些也都被任晓玄记录在了日记本中，但田林始终不知道任晓玄喜欢的人到底是谁。
沈翊又在车上睡着了，到达沈翊家时，杜城把他叫醒。沈翊回家又翻看了任晓玄的日记，他发现任晓玄日记里记录的愚人节是晴天，那么任晓玄为何要在日记本里撒谎？
