Elsa Le Tellier, agent de la police scientifique de Lyon, a choisi son métier pour rendre hommage à son père, Josselin, assassiné mystérieusement trente ans plus tôt. Alors que l'affaire va être prescrite, Elsa se retrouve propulsée en 1994, quelques mois avant le meurtre de son père. Elle profiter de ce "voyage" pour se rapprocher de lui et devenir sa coéquipière, pour tenter d'empêcher sa mort, sans jamais lui révéler sa véritable identité. Mais tout les oppose. Elsa est respectueuse de la procédure alors que son père utilise des méthodes peu conventionnelles pour résoudre ses enquêtes...

Josselin, de plus en plus méfiant à l'égard de sa nouvelle coéquipière, doit néanmoins collaborer avec elle sur le meurtre de Ryan, un chanteur de boys band. Josselin est persuadé que la coupable est une fan. Mais Elsa, sachant que celle-ci sera innocentée des années plus tard, convainc son père de suivre une autre piste. En parallèle, Elsa est invitée par Anouk, sa mère version 1994, à dîner chez les Le Tellier. La jeune femme découvre sous un nouveau jour le couple qu'elle forme avec son père...

Elsa et Josselin enquêtent sur le meurtre de Catherine Marchand, retrouvée noyée dans le Rhône. Son mari affirme que tout allait bien entre eux, mais Elsa et Josselin découvrent que la victime entretenait une liaison secrète avec un homme plus jeune, rencontré grâce au Minitel. Même si Josselin s'entend bien avec Elsa, il est méfiant à l'égard de la jeune femme depuis qu'il sait qu'elle ment sur son identité. De son côté, Elsa se rapproche de son collègue Nadir, et découvre qu'il mène une enquête sur Josselin...

Nadir avoue à Elsa qu'il monte un dossier sur Josselin pour la police des polices. Elle décide de l'aider à retrouver la trace de celui qu'elle croit être le futur meurtrier de son père. Il s'agit de Zorine, un mafieux russe introuvable pour lequel Josselin falsifie des scellés. Ensemble, Elsa et Josselin enquêtent sur le meurtre d'une jeune femme retrouvée au milieu de crop circles. Sur le point de découvrir la véritable identité d'Elsa, Josselin apprend qu'il a la police des polices aux trousses. Il est alors persuadé qu'Elsa veut le faire tomber...

Après avoir découvert que son amie Colette a eu une liaison avec Josselin, Elsa décide de couper les ponts avec elle. Désespérée, elle est consciente que la mort de son père approche. Avec Josselin, elle enquête sur le meurtre de Gilbert Maleck, un photographe de mode qui cachait son activité à sa femme. Ils découvrent que la victime prenait des photos de ses modèles nues, et souvent sans leur accord. En parallèle, Josselin est une nouvelle fois menacé par un sbire de Zorine...

Alors que l'heure de la mort de Josselin approche, Elsa comprend que son frère, Hugo, travaille pour le mystérieux Zorine. Josselin avoue à Elsa qu'il a voulu couvrir les méfaits de Hugo en cédant au chantage de Zorine. Elsa le convainc de se dénoncer, persuadée qu'il sera sauvé. Il accepte de rendre son badge et son arme. Mais alors qu'Elsa le croit hors de danger, Josselin se précipite dans un piège tendu par Vladimir, le sbire de Zorine. Elsa s'interpose pour le sauver et prend la balle destinée à Josselin...