En 1995, les détectives Marty Hart (le candidat aux Academy Award(MD) Woody Harrelson) et Rust Cohle (le lauréat d'un Academy Award(MD) Matthew McConaughey), partenaires dans la division des enquêtes criminelles de l'État de la Louisiane, sont chargés d'enquêter sur un meurtre sordide perpétré par un tueur aux penchants troublants pour les forces occultes. Alors qu'ils tentent de percer le mystère de ce crime étrange, leurs vies respectives s'entrechoquent et s'entremêlent de façon inattendue et parfois catastrophique. En 2012, lorsqu'une affaire similaire déclenche de nouvelles recherches sur le meurtre de 1995, menées par deux nouveaux détectives, Marty et Rust font à tour de rôle le récit de l'enquête originale et décrivent l'impact que celle-ci a eu sur leur carrière, leur amitié et leur vie personnelle.