Действие мини-сериала «Расследование» разворачивается в Копенгагене. Именно здесь знаменитая журналистка Ким Валль пытается взять интервью у известного датского изобретателя Петера Мадсена. Отправив запрос, она получает положительный ответ. Но Петер хочет дать интервью на своей собственной подводной лодке, названной им «Наутилус». Ким соглашается, надеясь получше узнать о личности изобретателя благодаря такому подходу. После посещения подводной лодки Ким внезапно пропадает. Вскоре полицейские начинают её поиски. За дело берётся глава отдела убийств полиции Копенгагена Йенс Меллер. Имея за спиной огромный опыт в расследовании подобных инцидентов, он сталкивается с серий непростых испытаний. Вскоре Йенс осознает, что это дело может стать одним из самых сложных в его карьере. Улик и зацепок нет, а возможный подозреваемый обладает таким неординарным умом, что без труда может обвести вокруг пальца весь отдел полиции. Отсутствие свидетелей делает это расследование ещё сложнее. Сможет ли Йенс вывести убийцу на чистую воду? По правильному ли пути герой сериала «Расследование» идёт?