Une nuit, la lieutenante Lucie Henebelle reçoit un message d'un ami, qui a un message important à lui dire. Elle demande à son collègue Ludovic de passer le voir. Sur place, elle découvre que son ami a été assassiné et se met soudain à pleurer des larmes de sang. Le commissaire Sharko est chargé de l'enquête...

Les nuits de Lucie Henebelle sont hantées par des rêves horribles. L'enquête s'oriente vers d'autres personnes opérées comme elle au cerveau lorsqu'elles étaient adolescentes et qui ont toutes eu des pulsions violentes. Lucie Henebelle intègre l'équipe de Sharko pour poursuivre les investigations...

L'équipe de Sharko arrête Emile Becker, qui était surveillant à la clinique Moreau quand les cinq adolescents ont été opérés, et tente de le faire parler. La découverte d'un deuxième film troublant perturbe encore davantage Lucie. Officieusement, Virgile di Maria tient l'IGPN informée des avancées de l'enquête.

Lucie Henebelle assiste à une conférence de presse où Elizabeth Moreau vante les mérites des travaux de recherche financés par sa fondation autour de la stimulation cérébrale profonde. La lieutenante oriente ses investigations sur François Moreau, le père d'Elizabeth et Alexandre. Sharko se rend à Casablanca.

Sharko est furieux car Lucie Henebelle est en garde à vue. Celle-ci pense que c'est Jérôme Becker qui a tout manigancé, mais l'IGPN juge cette version trop alambiquée. Sharko explique à son équipe ce qu'il a découvert au Maroc. Les enquêteurs tente de découvrir où sont retenus les adolescents disparus...

La police perquisitionne la fondation Moreau, à la recherche d'éléments qui permettraient de retrouver où sont retenus les adolescents. Sharko et di Maria font une macabre découverte. A Montréal, Lucie Henebelle explore les archives des filles admises dans des congrégations religieuses en 1964...