Cuando el cuerpo de una joven aparece en la orilla del Támesis, la policía queda profundamente impactada ante la brutalidad del crimen: el cadáver de la muchacha, espantosamente mutilado, despierta el recuerdo del famoso asesinato conocido en su día como el de la Dalia Negra, ocurrido en la década de 1940 en la ciudad de Los Ángeles. La detective Anna Travis deberá emprender una carrera contra el tiempo a fin de atrapar al asesino de la Dalia Roja, llamado así por la flor que la víctima lleva en el pelo. Sin embargo, no hay ningún sospechoso, y el descontrol amenaza el frenesí mediático que ha despertado el caso. Anna acude a su jefe, james Langton, en busca de ayuda, pero las fricciones provocadas por la relación que les uniera en el pasado no hace sino complicar aún más el caso.