À Toronto, à l'aube du 20e siècle, Les Enquêtes de Murdoch suit William Murdoch, un détective méthodique qui utilise des techniques médico-légales innovantes pour résoudre des meurtres macabres. Il est entouré de la légiste Dr Julia Ogden, son bras droit l'agent George Crabtree, son patron l'inspecteur Brackenreid et la légiste Dr Emily Grace.