一個喝得爛醉如泥的男子蹲在路邊嘔吐不止，不巧一名黑衣裝扮的陌生男子卻慢慢靠近他并遞過去一張白紙巾，醉酒男子順手接過去之后便開始擦拭嘴巴，隨后轉(zhuǎn)身看見這位陌生男子便莫名的暈了過去，轉(zhuǎn)而陌生男子便把這位喝醉的男子擄走帶到一處神秘的地方，等醉酒男子醒來之后便不斷喊著救命，但是身穿黑衣的男子卻默不作聲，并將他關(guān)在一處設(shè)計好的房子內(nèi)，隨后他微微抬手開啟房內(nèi)裝飾好的機(jī)關(guān)，被綁架的男子便在房內(nèi)被慢慢被折磨致死。不久之后中國警方接到一起報案，前往一處無人島找到一具形似木乃伊的干尸，警方在島上四處搜尋證據(jù)，發(fā)現(xiàn)這座無人島并非第一案發(fā)現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)這具干尸是因?yàn)槊撍滤蓝粧伿谶@里。

光明市公安局長陳懷遠(yuǎn)(郭秋成 飾)親自到現(xiàn)場了解情況，因?yàn)檫@起干尸案件已經(jīng)是同一個兇手連續(xù)作案第四起，但警方仍然對此一籌莫展，兇手至今逍遙法外。對于此案件陳懷遠(yuǎn)跟部里保證自己如果三個月破不了此案便會自行離開警局，陳懷遠(yuǎn)隨行的一位徒弟聽后感到很擔(dān)憂，他覺得三個月的時間偵破此案太懸，但是陳懷遠(yuǎn)已經(jīng)下定決心勢必要偵破案件，將兇手盡快捉拿歸案。隨后陳懷遠(yuǎn)回到光明市公安局便趕緊召開會議討論此案，陳懷遠(yuǎn)經(jīng)過法醫(yī)中心提供的證據(jù)確定嫌疑人為著名法醫(yī)明川(聶遠(yuǎn) 飾)，在他手上至今沒有破不了的案子，且明川乃是鵬海市法醫(yī)鑒定中心的主任，屬于警方自己人，在座的警員們聽后都驚訝不已，底下的警員都對此議論紛紛，不知該如何下手。

陳懷遠(yuǎn)也深知這次的案件非常棘手，因?yàn)榇舜蔚陌讣婕暗阶约喝?，警方也曾?cè)面的去試探明川，并根據(jù)明川身邊的同事的證詞也都證明了明川有不在場作案的證明，最后警方因?yàn)樽C據(jù)不足夠便不足以將明川捉拿歸案，事后局長陳懷遠(yuǎn)便派自己的弟子原光明市刑警支隊(duì)的女隊(duì)長羅筆芯(宋軼 飾)前往鵬海市刑警支隊(duì)擔(dān)任隊(duì)長，同時對法醫(yī)明川進(jìn)行側(cè)面了解，以便偵破連環(huán)干尸案件，剛一到鵬海，羅筆芯就趕上在河邊發(fā)現(xiàn)一具女尸的案子，并看見一名暈倒昏迷的男子，醫(yī)護(hù)人員正在對其進(jìn)行救治。

心靈法醫(yī)電視劇海報

該男子名叫姜小白，是一名新人警察，典型的媽寶男，為人養(yǎng)尊處優(yōu)膽小如鼠，由于第一次見尸體便嚇破了魂，隨后在手忙腳亂之時不小心又被尸體絆倒而摔暈了過去，女刑警隊(duì)長羅筆芯在現(xiàn)場得知情況后便詢問現(xiàn)場的一名老刑警關(guān)于河邊女尸的情況。而另一邊法醫(yī)明川正在參加一個拍賣會，現(xiàn)場正在拍賣一個觀音像，明川觀察了觀音像后卻覺得不對勁，便偷偷出去打電話給警方并告知他們有人涉嫌盜墓跟盜賣文物，警方收到消息便趕緊趕往現(xiàn)場。而此時現(xiàn)場的人卻對此一無所知，還在熱烈的進(jìn)行著拍賣，不久之后警方便帶領(lǐng)人沖入會場，明川趁亂想要溜出去，卻不想碰上了女刑警隊(duì)長羅筆芯，羅筆芯發(fā)現(xiàn)明川跟之前在會議上討論的嫌疑人非常相似，便想把他帶回警局。

明川想逃，羅筆芯便與他大打出手，卻不想最后明川竟然被羅筆芯三拳兩腳制服，事后經(jīng)過其他警員的解釋，羅筆芯才知道明川是自己人，隨后便向明川道歉，同時警方也央求明川幫他們破解一宗意外死亡案件。死者馮媛被發(fā)現(xiàn)死于河中，不知是十足掉入水中還是被人推向水中，但是其婆家卻不愿意配合警方進(jìn)行死者身體檢查。警方正頭疼無從下手了，便只有找到明川幫忙，明川聽后便應(yīng)下此事，隨后便前往死者婆家進(jìn)行尸檢。

但是死者婆家還是堅持警方不能與死者有身體接觸，明川聽后同意，隨后便運(yùn)用他敏銳的觀察能力，不用解剖尸體便發(fā)現(xiàn)些許蛛絲馬跡。明川仔細(xì)查看死者生前的生活空間、樓梯現(xiàn)場環(huán)境以及尸體表面特征，從而還原了馮媛死亡真相，明川推論出死者生前其丈夫竟然偷偷給已經(jīng)懷孕的死者馮媛吃避孕藥，目的就是為了不想讓自己的妻子馮媛懷孕，因?yàn)樗言谕饷嬗信?，而死者真正的原因其?shí)是兩人突然發(fā)生爭吵，丈夫把馮媛推下樓暈倒，但那時馮媛還有些許意識，可是其丈夫心狠手辣卻開始產(chǎn)生歹意，隨后故意用電將馮媛電擊致死，最后面對法醫(yī)明川給與的鑿鑿證據(jù)之下其丈夫只得認(rèn)罪歸案，而在現(xiàn)場的羅筆芯見識到明川如此能力之后也開始對他產(chǎn)生些許欽佩。