En 2012, Rust Cohle et Martin Hart, anciens partenaires au sein de la police de Louisiane, sont interrogés par deux autres inspecteurs, Maynard Gilbough et Thomas Papania. Ils reviennent sur une enquête menée en 1995 concernant le meurtre d'une prostituée, assassinée dans des circonstances étranges...

Pressé d'obtenir des résultats dans l'affaire Lange, Quesada avertit Hart et Cohle qu'ils pourraient être remplacés par trois inspecteurs d'une autre équipe. Les deux coéquipiers demandent un peu plus de temps pour suivre une piste qui les mène d'abord à un bordel de campagne, perdu au milieu de nulle part...

Rust Cohle et Martin Hart interrogent Joel Theriot, pasteur d'une communauté évangélique. Ses paroissiens auraient évoqué un grand homme balafré aperçu en compagnie de Dora Lange. Par ailleurs, Cohle décide de compulser de vieux dossiers à la recherche de crimes similaires à celui de Dora Lange...

Cohle et Hart découvrent que Charlie Lange, l'ex-mari de Dora, a partagé sa cellule avec Reggie Ledoux, celui qu'ils suspectent d'être le tueur en série qu'ils recherchent. De son côté, Martin voit sa vie conjugale basculer après le départ de sa femme Maggie...

1995 : Cohle, toujours sous couverture, prend contact avec un certain DeWall, le complice de Reggie Ledoux. Avec Martin Hart, Cohle suit DeWall jusqu'à la planque de Ledoux, dans l'idée de l'appréhender. 2012 : Papania et Gilbough confient à Hart qu'ils soupçonnent Cohle d'être lié à cette affaire...

2002 est une année charnière pour Cohle et Hart : chacun prend une route opposée. Cohle continue de déterrer de vieilles affaires, obsédé par l'idée que le meurtre de Dora Lange n'est pas entièrement résolu. De son côté, Martin Hart est de plus en plus infidèle, et son couple déjà fragile ne tient plus à grand-chose...

En 2012, Hart et Cohle s'associent pour trouver le suspect avec des cicatrices sur le visage dont se souvient Hart. Cohle apprend à son équipier l'existence d'un culte satanique qui amalgame différents aspects de plusieurs croyances occultes. Il estime que les adeptes de cette secte sont responsables de très nombreuses disparitions de femmes et d'enfants...

Cohle et Hart interrogent Geraci et lui montrent une vidéo insoutenable sur laquelle apparaît une fillette portée disparue. Ils apprennent que le shérif chargé de l'affaire s'appelait Childress...