Le 15 janvier 1947, dans un terrain vague de Los Angeles, est découvert le corps nu et mutilé, sectionné en deux au niveau de la taille, d'une jeune fille de vingt-deux ans : Betty Short, surnommée “le dahlia noir”, par un reporter, à cause de son penchant à se vêtir totalement en noir.
Bucky Bleichert et Lee Blanchard , deux inspecteurs, mènent une enquête particulièrement difficile. Ce crime tient en haleine tout le pays. Certains sont prêts à tout pour en tirer bénéfice ou cacher leurs secrets. Quels étaient les liens de la victime avec la puissante famille Linscott ? Que vivait-elle dans son intimité, et avec qui ? Au-delà des apparences, l'enquête commence.
Bucky et Lee vont avancer ensemble dans ce labyrinthe. Ils ne peuvent compter que l'un sur l'autre. Pourtant, au fil des découvertes et des sentiments qui s'immiscent dans l'affaire, chacun va révéler son vrai visage.
Mystère, vie dissolue, secrets de famille, amours clandestines, vengeance, tous les ingrédients sont là pour que le drame se noue. Pour avoir une chance d'atteindre la vérité, chacun devra aller au bout de lui-même.