1998年，绿藤市发生了一起轰动全市的建筑工地顶楼系列奸杀案，当时还是一名普通警员的邰伟对此束手无策，他的顶头上司邢至森更是压力重重。就在警方一筹莫展之际，忽然冒出一个毛头小子，信誓旦旦地说自己能够“画”出凶手的样子。作为一个普通的师范大学新生，他天赋神通一般描绘出了凶手的前世今生，帮助邰伟成功破获了“强奸城市”案。这个震惊了整个绿腾市的小子就是方木。2002年的今天，绿藤市再次发生吸血杀人案，诡异惊恐之极让人不禁谣传起鬼怪之说，已是刑警队长的邰伟再次身陷囹圄，于是他只能尝试着求助于方木。彼时，方木少年天

连环杀手在Y市连续作案，犯罪心理学高材生方木被警方邀请协助办案却发现自己被卷入其中，连环杀手伏法后却又出现了一再模仿世界著名杀手的杀凶案。方木挺过崩溃的边缘，在紧要关头协助警方准确地找到凶手。

一起连环凶杀案掀起了城市的狂欢与躁动，数起案件中受害者均遭虐待致死，且充满仪式感，所有线索都与一个人有关——精通犯罪心理学的天才神探方木（邓超 饰）。在与同事米楠（刘诗诗 饰）调查案件时，方木发现曾经是自己高中同学的江亚（阮经天 饰）似乎深藏很多秘密。