Dans un puits oublié d'Arthezé, dans le sud de la Sarthe, des ossements humains sont découverts. La procureure saisie de cette enquête, Agathe Chevel, s'entoure du capitaine de gendarmerie César Ercole et de la brillante anthropologue Élie Karev afin d'éclaircir ce mystère. Rapidement, un lien évident vers la disparition de Lise Valmont, jeune lycéenne qui, un jour de mai 1995, n'a plus donné signe de vie, est mis en lumière. À l'époque, les recherches n'avaient débouchées sur aucune piste exploitable et son corps n'avait jamais été retrouvé. « Le puits de l'Enfer » comme le surnomme la presse va-t-il livrer ses secrets ? Le trio va tenter de le découvrir en effectuant un tri nécessaire entre fausses pistes et manipulations scientifiques qui donneront du fil à retordre à ces enquêteurs pourtant aguerris.