Nella città immaginaria di Vinci, in California, il city manager Ben Caspere scompare poco prima che avvenga la presentazione di una nuova linea ferroviaria ad alta velocità. Il suo socio d'affari, Frank Semyon, è costretto a prendere il suo posto all'evento. Il detective Ray Velcoro lotta per la custodia di suo figlio, che si sospetta non essere suo figlio biologico in quanto la moglie è rimasta incinta poco dopo essere stata violentata da un uomo. Ray e la moglie non richiedono il test del DNA per stabilire la paternità del figlio. Anni prima, Velcoro venne chiamato da Semyon, e quest'ultimo gli disse di sapere chi aveva stuprato sua moglie. Scoperto il nome grazie a lui, Velcoro si mise sulle sue tracce, trovandolo. Il detective Antigone "Ani" Bezzerides conduce un raid contro un'abitazione in cui si sospetta ci sia un giro di prostitute illegale, ma, una volta arrivata, oltre a scoprire che il proprietario è in regola, vi trova sua sorella, Athena, che lavora come cam-girl. Poco dopo, Ani si metterà sulle tracce di una donna scomparsa, Vera, il cui ultimo posto frequentato è un ritrovo "spirituale" gestito da suo padre. Qui ha un confronto con lui. Un agente della Highway Patrol, Paul Woodrugh, viene messo in ferie retribuite dopo che una ragazza di nome Lindel ha cercato di evitare una multa in cambio di favori sessuali. Viene ingiustamente accusato di cattiva condotta sessuale, nonostante lui non abbia fatto niente, ma la donna infanga il suo nome parlando con la stampa e i suoi superiori sono costretti a sospenderlo per un po', nonostante conoscano la verità. Paul viaggia di notte con la sua moto e, dopo essersi fermato per strada, scopre il cadavere di Caspere seduto su una panchina. Velcoro e Bezzerides arrivano sulla scena del crimine

Dopo il ritrovamento del cadavere di Caspere, si apre un problema di giurisdizione: il Procuratore Generale dello Stato della California, Richard Geldof, ed il Procuratore Katherine Davis, istituiscono una task force per risolvere il caso, affidandolo ad Ani e Ray. Lo Stato ha intenzione di sfruttare l'accaduto per controllare da vicino la torbida amministrazione comunale di Vinci: Davis, infatti, incarica Woodrugh di partecipare alle indagini per smascherare eventuali coinvolgimenti nella questione; in cambio, lo Stato metterà una buona parola per risolvere la spiacevole situazione in cui il giovane si è ritrovato in seguito al caso Lindel. I due procuratori, inoltre, mettono in guardia Ani su Ray, avvertendola che l'uomo è un detective corrotto, sul quale girano voci poco rassicuranti. In un colloquio col capo della polizia di Vinci, Holloway, con il tenente Burris e con Austin Chessani, sindaco della cittadina, viene chiesto allo stesso Velcoro di pilotare le indagini nella direzione migliore per tutti. Per far ciò sarà aiutato dal corrotto e svogliato detective Teague Dixon, anch'egli unitosi alla task force. Frank è interessato a scoprire chi ha ucciso Caspere, in quanto il city manager aveva con sé i 5 milioni di dollari appartenenti a Semyon con cui il gangster voleva finanziare il progetto della ferrovia ad alta velocità, che si è arenato in quanto l'omicida ha sottratto i soldi alla vittima. Semyon, avendo perso gran parte del suo patrimonio, vuole recuperare i suoi soldi per poter entrare nuovamente nel progetto, così si rivolge a Ray, chiedendogli di essere da lui costantemente aggiornato sul caso. L'autopsia eseguita sul cadavere di Caspere mostra come sugli occhi dell'uomo sia stato versato dell'acido cloridrico e i suoi genitali siano stati completamente asportati; il fatto che risulti affetto dalla gonorrea, unito al sopralluogo di Ani e Ray nell'appartamento della vittima, mostra come Caspere fosse dedito a frequentare abitualmente prostitute. Ciò viene confermato anche dalle dichiarazioni del dott. Pitlor, psichiatra e amico dell'uomo. In un dialogo tra detective, Ani chiede a Ray quanto sia compromesso in questa storia, ottenendo però una risposta evasiva da parte di Velcoro. Ray, nel frattempo, cerca il più possibile di passare del tempo col figlio Chad. Incontrandosi con l'ex moglie Gena, questa lo gela, confidandogli che, a causa dei suoi comportamenti sopra le righe, ha intenzione di chiedere l'affidamento esclusivo del giovane e, se sarà necessario, il test di paternità. Anche Woodrugh ha problemi con Emily, la sua ragazza, in quanto questa sospetta che Paul la tradisca. Dopo aver ottenuto l'informazione da una prostituta che lavora in un locale che fu di sua proprietà, Frank incarica Ray di recarsi in un'abitazione di proprietà di Caspere, in cui il funzionario era solito intrattenersi con giovani donne. Ray, svuotato per la notizia ricevuta dall'ex moglie, rivela a Frank tutto il suo disinteresse per la questione, ora che la sua vita sembra senza senso; il gangster, tuttavia, gli fa capire che dal momento in cui lo aiutò ad individuare e ad occultare il corpo dello stupratore di Gena, Semyon conosce il suo segreto e Ray lavora per lui. Velcoro, dunque, si introduce di nascosto nell'appartamento, ma viene sorpreso da un individuo che indossa la maschera di un corvo; quest'ultimo atterra Ray con un colpo di fucile, quindi ne esplode un altro sul torace del detective.

Ray si risveglia di soprassalto nell'appartamento di Caspere, rendendosi conto di essere ancora vivo: i colpi esplosi dal misterioso individuo contro di lui non erano altro che proiettili di gomma, che gli hanno causato delle ferite superficiali. Risentito con Frank per quanto avvenuto, Velcoro si fa spiegare da Semyon i suoi rapporti d'affari con la vittima, dopo avergli confidato che l'uomo che gli ha sparato ha sottratto dall'abitazione un hard disk che, evidentemente, conteneva del materiale compromettente. Paul ed Ani, nel frattempo, si dirigono alla villa del sindaco Chessani per avere informazioni riguardo ai suoi rapporti con Caspere: i due, però, si imbattono solamente nella giovane fidanzata del sindaco e nel figlio di Austin, Tony Chessani, che scaccia i detective dopo essersi presentato come un organizzatore di eventi. Bezzerides e Woodrugh, poi, tornano alla centrale operativa, dove rivelano al procuratore Davis di avere rinvenuto in una cassetta di sicurezza di Caspere atti costitutivi di società e dei diamanti blu. Davis chiede ad Ani se abbia raccolto informazioni su Ray, ora che le indagini dello Stato sul distretto di Vinci sono imminenti. A rapporto da Holloway e Burris, Ray informa loro sulle ultime vicende del caso: i due superiori chiedono a Velcoro di risolverlo il prima possibile, seguendo la pista della prostituzione, temendo che lo Stato possa presto intervenire nelle indagini. Ray, in seguito, va a far visita al padre, un ex poliziotto disgustato dalla vita e dalla piega che ha assunto la sua città. Paul si incontra con Miguel Gilb, un amico ed ex collega nei Black Mountain, un reparto specializzato dell'esercito. I due rivangano il loro passato e Woodrugh reagisce bruscamente contro Miguel quando questo gli ricorda della loro relazione omosessuale in Iraq. Il detective si fa poi accompagnare da un escort gay in uno dei locali un tempo gestiti da Frank, alla ricerca di prostitute che possano dargli informazioni su Caspere, ubriacandosi pesantemente. Frank, intanto, è nello stesso locale, e ha radunato tutti i gestori delle attività che furono e sono ancora di sua proprietà per raccogliere più informazioni possibili sulla morte di Caspere, a maggior ragione dopo aver scoperto che uno dei suoi collaboratori più fidati, Stan, è stato ucciso con modalità simili all'omicidio del funzionario comunale. Semyon incontra, però, l'ostilità di Danny Santos, il gestore del club in cui avviene l'incontro, che rinfaccia a Frank la sua debolezza dopo che questo è uscito dal giro; Frank, per rilanciare la sua leadership, sfida l'energumeno di fronte a tutti, malmenandolo e strappandogli i denti d'oro con una tenaglia. Mentre Ani è a casa di Ray assieme a lui, il detective riceve una visita da Gena, che lo informa di essere stata sentita da due detective statali in merito a Ray e alla possibilità che questo sia un corrotto e un omicida. La donna lo esorta ad andarsene dalla città ed a riconoscerle l'affidamento esclusivo di Chad, per evitare ulteriori sofferenze al giovane. Ray si rifiuta e rientra in casa, ritrovando Ani, che finge di non avere sentito la conversazione. Dopo aver notato che l'auto sulla quale era stato trasportato Caspere è una Cadillac rubata dal set di un film girato nelle vicinanze di Vinci, Ani e Ray si recano sul luogo per interrogare la troupe; sentito un fotografo e l'ex assistente di Caspere, Erica, i detective interrogano un ragazzo della troupe che aveva avuto precedenti per furto ma, nel mentre, si accorgono che un individuo a volto coperto ha dato fuoco all'auto incriminata. Velcoro e Bezzerides si lanciano all'inseguimento, ma col buio l'uomo ha vita facile a dileguarsi, dopo aver attraversato una superstrada. Ami rischia di essere investita da un tir, ma viene provvidenzialmente salvata da Velcoro: la giovane ringrazia Ray, che le risponde che potrebbe sdebitarsi rivelandogli le informazioni che lo Stato possiede su di lui. Ani, però, gli confida di non sapere nulla.

Ani e Ray commentano i recenti sviluppi delle loro indagini. Velcoro ammonisce Ani, mettendola in guardia sulle amicizie su cui il sindaco Chessani può contare, facendole notare che l'indagine dello Stato potrebbe non scalfirlo e che sia lei che Paul sono, senza dubbio, molto esposti. I due detective continuano le loro indagini, visitando le terre sulle quali Caspere coltivava affari, ormai abbandonate a causa dei numerosi rifiuti tossici presenti in esse. Consultando suo padre, Ani viene a conoscenza del fatto che Caspere, Chessani e il dott. Pitlor, fossero in passato amici intimi. Frank, determinato a risanare il proprio patrimonio, decide di riprendere in prima persona tutte le attività malavitose dapprima abbandonate per ripulire la sua figura e poter entrare come socio nel progetto per la ferrovia ad alta velocità: rileva gran parte dei locali da lui un tempo posseduti e fa ripartire in essi il traffico di stupefacenti, in accordo con le altre famiglie della zona. Problematica è anche la situazione che riguarda sua moglie, Jordan, che ha difficoltà a rimanere incinta. Paul, risvegliatosi, si rende conto di aver passato la notte con Miguel e scappa dall'appartamento dell'amico, rifiutandosi di accettare la sua reale natura. Poco dopo, si incontra nuovamente con Emily, la quale gli rivela di essere rimasta incinta di lui: Woodrugh, cogliendo l'occasione al volo, vedendo la possibilità di normalizzare la sua vita, le chiede di sposarlo. Alla centrale operativa della Contea di Ventura, Ani viene informata dal suo capo che ha ricevuto una denuncia per molestie sessuali da parte di un agente, suo subordinato (con cui aveva avuto una breve relazione), in seguito alla quale è sospesa dal servizio, potendo comunque continuare a far parte della task force per il caso Caspere. Bezzerides intuisce rapidamente che la mossa è una vendetta di Chessani, in quanto lei e Paul si erano recati alla villa del sindaco per cercare informazioni. Paul e Dixon si recano ad un banco dei pegni della città, scoprendo che una ragazza, Irina Rulfo, ha di recente impegnato della merce che risulta appartenere a Caspere. Dalle ricerche compiute da Woodrugh, risulta che la donna è la compagna di un certo Ledo Amarilla, protettore di prostitute appartenente ad una gang messicana e più volte arrestato; sotto la spinta del dipartimento di Vinci (che ha interesse a chiudere presto il caso), viene spiccato un mandato di cattura per Amarilla ed Irina, accusati di aver torturato ed ucciso il city manager, sapendo della sua passione per le prostitute. Ray comunica la notizia a Frank, nel pub in cui i due sono soliti ritrovarsi: Semyon, che appare stupito in quanto non coglie il collegamento tra la morte di Caspere e quella di Stan, propone a Ray, una volta chiuso il caso, di dimettersi dalla polizia e di lavorare a tempo pieno per lui. Dopo l'incontro, Velcoro fa di nascosto visita al figlio Chad, cui regala il prezioso distintivo di poliziotto che fu del padre di Frank. Al dipartimento di Vinci, Ani organizza un raid per catturare Amarilla: Dixon, infatti, ha ricevuto una soffiata da un informatore, ed è sul luogo che si ritiene essere il dormitorio del criminale e dei suoi scagnozzi. Una squadra d'assalto, guidata da Ani, Ray, Paul e Dixon, si prepara ad entrare in azione: il dormitorio, però, si rivela essere un laboratorio per la produzione di metanfetamina, che va in fiamme dopo l'inizio di una violenta sparatoria tra la polizia ed i criminali, in cui Dixon perde la vita. Amarilla tenta di scappare dall'edificio, e dopo aver causato un incidente con il suo fuoristrada, scende dal veicolo sparando all'impazzata su poliziotti e civili, prima di essere ucciso da Ray e Paul che, assieme ad Ani, si ritrovano di fronte ad una vera e propria carneficina.

Velcoro e Semyon discutono sulla dritta che portò Ray ad uccidere il presunto stupratore della moglie. Mentre entrambi nascondono le loro pistole sotto il tavolo, Semyon giura che pensava che l'informazione fosse attendibile. Soddisfatto che il gangster non l'abbia ingannato intenzionalmente, Velcoro va a trovare in prigione l'uomo arrestato per lo stupro e gli giura che lo ucciderà. Dopo una difficile visita supervisionata con suo figlio, Velcoro abusa di alcool, cocaina e fumo prima di chiamare la sua ex-moglie per dirle che rinuncerà alla custodia del figlio a patto che lei non rivelerà mai al bambino chi è il suo vero padre. Successivamente Semyon va in visita alla vedova di Stan e a suo figlio per confortarli e chiedergli se avessero qualche sospettato sulla sua morte. La vedova menziona Blake. Nel frattempo, Woodrugh, seguendo la pista dei diamanti scomparsi, scopre che questi vennero rubati, nel periodo delle rivolte del 1992, durante una rapina che si concluse con un duplice omicidio che lasciò orfani due bambini. I diamanti non furono mai più trovati. Semyon inizia a cercare Irina e finisce per accordarsi con un cartello messicano che gli consentirà di incontrare Irina in cambio di una piazza di spaccio nei club del gangster. Irina chiama Semyon e gli rivela di aver ricevuto gli oggetti rubati dalla casa di Caspere da un poliziotto bianco e magro. Semyon organizza un incontro con la ragazza in modo che lei possa identificare il poliziotto tramite alcune foto, tuttavia, recatosi nel luogo dell'appuntamento, la trova morta. Ad ucciderla sono stati gli stessi messicani perché la ritenevano colpevole di aver collaborato con la polizia. Bezzerides, spacciandosi per la sorella, si reca ad una delle feste segrete, seguita da Velcoro e Woodrugh. All'entrata viene drogata e condotta dagli ospiti insieme alle altre ragazze. I suoi tentativi di trovare informazioni sono ostacolati dagli ospiti (tra cui Tony Chessani, Geldof e Holloway) e dalle continue allucinazioni di uno strano uomo della sua infanzia, a dimostrazione del fatto che subì abusi sessuali. Woodrugh e Velcoro, che sono riusciti ad intrufolarsi nella villa, assistono ad un incontro tra McCandless e Osip dove McCandless ammette che gli investimenti di Osip nel progetto della linea ferroviaria sono migliori di quelli di Semyon. I due rubano alcuni documenti dall'ufficio di McCandless. Bezzerides trova Vera tra le ragazze presenti alla festa e, nel tentativo di portarla via, è costretta ad uccidere un addetto alla sicurezza. Le due ragazze sono trovate da Woodrugh che le scorta all'auto di Velcoro. Una volta scappati, Woodrugh, consultando i documenti, capisce la portata di quello in cui si sono imbattuti.

La task force si raggruppa dopo la festa per consentire a Vera e Bezzerides di recuperare dalla droga mentre Velcoro e Woodrugh esaminano i documenti che legano Catalyst e McCandless a Osip. Quando arriva il mattino, Woodrugh e Bezzerides mettono al sicuro le loro famiglie mentre Velcoro riferisce tutto a Semyon. Velcoro preso appuntamento con Davis per raccontarle quanto accaduto la sera prima, la trova morto nella sua auto. Woodrugh scopre che Bezzerides è ricercata per essere interrogata sulla morte della guardia di sicurezza che ha ucciso alla festa mentre Velcoro è stato nominato come sospettato nell'omicidio di Davis. Woodrugh viene contattato da uno sconosciuto che lo ricatta con le foto della sua notte con Gilb. Utilizzando le informazioni di Semyon, Vera e del database della polizia, i tre sono in grado di formulare una teoria sulla morte di Caspere: un gruppo di poliziotti corrotti (Holloway, Burris, Dixon e Caspere) hanno utilizzato i disordini del 1992 per rubare i diamanti, che hanno usato per acquisire potere a Vinci; tuttavia, Laura, una bambina orfana durante la rapina, li ha rintracciati e dopo aver lavorato come assistente di Caspere, lo ha ucciso dopo aver confermato il suo coinvolgimento. Tutto, dalla loro scoperta dei diamanti fino alla sparatoria con Ledo Amarilla, è stato manipolato da dietro le quinte dal Dipartimento di Polizia di Vinci per coprire il loro coinvolgimento nel crimine. Nel frattempo, Semyon chiede a Blake il suo ruolo nelle operazioni di Osip; Blake ammette che Osip sta cercando di spingere Semyon fuori dal mercato con l'aiuto del figlio di Chessani, Tony, che Osip installerà come sindaco di Vinci. Quando spinto ulteriormente, Blake confessa di aver ucciso Stan mettendo in scena l'omicidio per imitare la morte di Caspere, Semyon lo uccide e organizza la fuga dalla città di Jordan. Discutendo successivamente con Osip, Semyon ammette con gentilezza di essere ormai fuori dai giochi e accetta il ruolo di manager dei club di Osip. Tuttavia, dopo aver appreso di una cosnegna di denaro (da Blake, prima di ucciderlo), in cui Osip trasferirà 12 milioni a Tony Chessani, Semyon prende i suoi risparmi e brucia i club per danneggiare Osip. Dopo aver realizzato quanto siano potenti i loro nemici, Velcoro e Bezzerides vanno a letto insieme. Nel frattempo, Woodrugh si incontra con il suo ricattatore, Holloway, che richiede i documenti rubati durante la festa. Woodrugh riesce a sopraffarlo e comincia una sparatoria con la sicurezza privata Black Mountain che accompagnava Holloway a nome di McCandless. Uscito vincitore dallo scontro a fuoco, viene sparato due volte e ucciso da Burris durante la fuga.

Dopo una notte di sesso, Velcoro e Bezzerides si raccontano i loro rispettivi traumi. Semyon convince Jordan a lasciare il paese per il Venezuela con Nails, promettendole che si incontreranno due settimane più tardi. Successivamente Frank va al palazzo di Chessani, dove trova il sindaco morto e la moglie del sindaco, Veronica, in preda ai postumi di una sbronza. Il gangster deduce che è stato suo figlio Tony l'assassino. Nel frattempo Velcoro e Bezzerides apprendono della morte di Woodrugh e decidono di chiudere il caso. Identificano Laura, la segretaria di Caspere, e Lenny, un fotografo del set cinematografico della vettura rubata , come i fratelli Osterman. Visitando la casa di Lenny trovano Laura ammanettata al camino e la maschera da corvo. I due identificano Lenny come l'assassino di Caspere e l'uomo che ha sparato a Velcoro. Laura conferma che Lenny ha assassinato Caspere, e pianifica di uccidere Holloway incontrandolo in una stazione ferroviaria ad Anaheim con la scusa di vendergli l'hard-disk di Caspere. Bezzerides mette Laura su un autobus verso Seattle mentre Velcoro intercetta Lenny presso la stazione ferroviaria e lo convince a incastrare Holloway. Velcoro prende il posto di Lenny e conduce Holloway in una discussione riguardante il complotto dei diamanti blu, mentre Lenny siede dietro di loro. Holloway rivela che Laura è figlia illegittima di Caspere e che la loro madre era incinta del secondo figlio dello stesso Caspere al momento del suo omicidio. Questa rivelazione manda Lenny su tutte le furie facendogli attaccare Holloway, dando così via a una sparatoria tra Velcoro, Bezzerides, Burris, e Lenny. Holloway spara Lenny prima che entrambi siano uccisi dalla polizia mentre Bezzerides e Velcoro fuggono sfruttando la confusione. Velcoro e Bezzerides incontrano Semyon in un bunker segreto nel bar Black Rose dove Velcoro convince Bezzerides a scappare in Venezuela, mentre lui e Semyon pianificano un attacco rivincita su Osip. L'attacco riesce e i due, inoltre, uccidono McCandless e Osip. Sulla via del ritorno, Semyon viene prelevato e portato nel deserto dai membri del cartello messicano che hanno investito nei club da lui successivamente bruciati, mentre Velcoro fa visita a suo figlio a scuola ed è notato dal Dipartimento di Polizia di Vinci che ha posto un transponder sul suo veicolo. Nonostante Velcoro se ne accorga non è in grado di rimuoverlo, e se ne va conscio che il suo destino è segnato. Semyon collabora con i membri del cartello e li paga, ma si rifiuta di dare a uno degli uomini il suo completo, perché ha l'ultima parte del suo denaro, liquidato in diamanti, in tasca. Semyon viene pugnalato e cerca di tornare in città, ma soccombe alle sue ferite nel bel mezzo del deserto dopo una serie di allucinazioni. Velcoro è ancora inseguito dalla polizia Vinci, e da il suo addio a Chad tramite una nota audio (che non arriverà mai al destinatario) prima di effettuare un'ultima resistenza nel bosco. Velcoro accetta il suo destino, affrontando Burris e la sua squadra che lo sparano a morte, rispecchiando la conversazione che ebbe con il padre durante un sogno (episodio tre). In una sequenza finale Tony Chessani diventa sindaco di Vinci, Geldof è eletto governatore, il progetto ferroviario va avanti come previsto, Velcoro è ricordato come un assassino di poliziotti, Gena apprende dal test di paternità che Velcoro è con il 99,9% di probabilità il padre di Chad, una nuova autostrada è intitolata alla memoria di Paul Woodrugh e la fidanzata di Woodrugh ha dato alla luce il suo bambino. In Venezuela, Bezzerides ha dato alla luce il secondo figlio di Velcoro e vive con Jordan Semyon. Si incontra con il giornalista aggredito da Velcoro nel primo episodio e gli passa tutte le prove incriminanti, compresi i fascicoli di Caspere, per iniziare una crociata contro la corruzione a Vinci prima che lei, Jordan e Nails scompaiono in mezzo alla folla.