1998年，绿藤市发生了一起轰动全市的建筑工地顶楼系列奸杀案，当时还是一名普通警员的邰伟对此束手无策，他的顶头上司邢至森更是压力重重。就在警方一筹莫展之际，忽然冒出一个毛头小子，信誓旦旦地说自己能够“画”出凶手的样子。作为一个普通的师范大学新生，他天赋神通一般描绘出了凶手的前世今生，帮助邰伟成功破获了“强奸城市”案。这个震惊了整个绿腾市的小子就是方木。2002年的今天，绿藤市再次发生吸血杀人案，诡异惊恐之极让人不禁谣传起鬼怪之说，已是刑警队长的邰伟再次身陷囹圄，于是他只能尝试着求助于方木。彼时，方木少年天才的光辉犹在，实际上却因三年前发生的一起神秘事件，而陷入心灵深渊自闭多年，无法再触碰任何凶杀案件。

邰伟到绿藤大学找到方木，试探性地向他讲述吸血杀人案中，凶手杀人饮血的疯狂行径，发现方木抵触情绪严重，拒人于千里之外，唯一的精神支柱只有他的女朋友陈希。方木不仅对往事抗拒，甚至对新的开始也异常冷血。校花邓琳玥努力想要吸引方木的注意却屡屡失败，乔教授催促方木以三年前的连环杀人案为题的毕业论文也迟迟无法推进。别说破案了，生活自理都困难。幸而此时，警队大壮和小米在案发现场发现新线索，指向了一个快递员。邰伟欣喜，连夜审讯。原本已经准备结案，真凶再次现身，服装店女老板横死，现场的线索有了新的变化，凶手的身份变得更加扑朔迷离。刀下冤魂越来越多，邰伟也顾不得那么多，直接将方木“绑”上车带去案发现场，他没想到，方木竟然顽固到不顾生死，毅然跳车……

1998年，绿藤市发生了一起轰动全市的建筑工地顶楼系列奸杀案，当时还是一名普通警员的邰伟对此束手无策，他的顶头上司邢至森更是压力重重。就在警方一筹莫展之际，忽然冒出一个毛头小子，信誓旦旦地说自己能够“画”出凶手的样子。作为一个普通的师范大学新生，他天赋神通一般描绘出了凶手的前世今生，帮助邰伟成功破获了“强奸城市”案。这个震惊了整个绿腾市的小子就是方木。2002年的今天，绿藤市再次发生吸血杀人案，诡异惊恐之极让人不禁谣传起鬼怪之说，已是刑警队长的邰伟再次身陷囹圄，于是他只能尝试着求助于方木。彼时，方木少年天才的光辉犹在，实际上却因三年前发生的一起神秘事件，而陷入心灵深渊自闭多年，无法再触碰任何凶杀案件。

邰伟到绿藤大学找到方木，试探性地向他讲述吸血杀人案中，凶手杀人饮血的疯狂行径，发现方木抵触情绪严重，拒人于千里之外，唯一的精神支柱只有他的女朋友陈希。方木不仅对往事抗拒，甚至对新的开始也异常冷血。校花邓琳玥努力想要吸引方木的注意却屡屡失败，乔教授催促方木以三年前的连环杀人案为题的毕业论文也迟迟无法推进。别说破案了，生活自理都困难。幸而此时，警队大壮和小米在案发现场发现新线索，指向了一个快递员。邰伟欣喜，连夜审讯。原本已经准备结案，真凶再次现身，服装店女老板横死，现场的线索有了新的变化，凶手的身份变得更加扑朔迷离。刀下冤魂越来越多，邰伟也顾不得那么多，直接将方木“绑”上车带去案发现场，他没想到，方木竟然顽固到不顾生死，毅然跳车……

方木跳车受伤躺在医院，乔教授怪他做事冲动，陈希更是痛惜他不爱惜自己的生命，恨铁不成钢，不惜诅咒自己，来刺激方木参与破案。而此时，新一起案件再次发生，是否是连环案件还不得而知，谜团涌现。方木坚持认为凶手是同一人，却又画不出凶手的样子，只说是直觉，被小米以及众警员嘲笑，只有邰伟坚定地相信着方木的直觉。方木日夜思索，在早餐店听到外带二字，终于顿悟，原来凶手这次把血外带了，他吸血的方式升级了。方木将自己的发现告诉邰伟，说凶手会再次杀人，而且会把受害者的血液全部打包带走，可在新的现场，邰伟看到的却与方木描述的又截然相反……重重压力之下，方木只好来到他之前万般抵触的血腥现场。被案发现场折磨的方木努力抵抗着过往的思绪和压力，终于案件有了关键的突破……

凶手劫持小女孩刚走不久，方木凭借画像天赋带领邰伟和众警员来到一个废弃工厂。在那里，他们果然找到了小女孩，只不过她已经成为了一具冰冷的尸体。方木无法接受自己迟迟不肯破案而让小女孩命丧吸血鬼之手陷入极度的痛苦中。此时，一个警员报告自己的女儿失踪了，可能落入凶手手中，在邰伟和陈希的鼓励下，为了无辜者的生命，方木终究振作起来，决定跟凶手死磕。方木全身心扑在案件上，画出凶手可能的样子：一个血液病患者。邰伟安排大壮小米在全是医院寻找，终于找到一个如方木所说的卟啉症患者马涛，只不过马涛早已在几天前死去，不可能犯案。方木再次推翻自己，从凶手的犯罪心理出发，终于找到了另一种可能。凶手或许没有生理上的毛病，他犯的是心理罪，他可能是马涛身边的人，因恐惧而作案，吸血是为了延命……此时，他极有可能就躲在某个角落，吸着血……

邰伟和方木带领警队赶到某个废弃医院，果真在恍如地狱的血液科果发现了正跃跃欲试的吸血鬼马凯，他是马涛的弟弟。徐娇娇命在旦夕，邰伟不敢轻举妄动，只好冒着坠楼危险破窗而入，可惜突袭失败。马凯劫持徐娇娇陷入疯狂，就在千钧一发之际，一声声婴儿的啼哭从窗外传来。原来方木一路上下载的音频就是这婴儿啼哭，它代表世上至纯的鲜血。马凯被自己的欲望打败，束手就擒。方木破下吸血鬼案，自觉已经走出心魔，在陈希的鼓励下找到乔教授，决定翻开三年前的卷宗完成毕业论文，乔教授无比欣慰，建议方木探望狱中的马凯，先去打败现实中的魔鬼。坐在马凯对面，方木将马凯的心理罪娓娓道来，惹起马凯的吸血欲望，方木感觉自己似乎就要成为他的猎物……

马凯难以抑制自己的吸血欲望，将方木扑倒在地，幸而邰伟及时赶到，将方木从马凯口下救出。方木申请恍惚，邰伟一番安慰之下将他带到了乔教授为他举办的表彰大会上，方木再次成为全市的焦点，与马凯对峙失败的窘迫也烟消云散。终于，在孤身一人的宿舍，方木翻开了三年前的卷宗，时间回到了三年前那个下午……方木和周军、吴涵等几个宿舍的好哥们儿帮助祝老四追学校老师佟倩，被教导主任抓了个正着，在教导主任的口沫星子之间，方木忽然瞥见一个俏丽可爱的女生，那是他与陈希的第一次遇见……

祝老四求爱不成，却让周军受了记过处分。祝老四过意不去，在宿舍请大家吃火锅，酒却是吴涵买的，周军为此怒斥祝老四。吴涵却不以为意，认为助学金就应该挥霍，不留给有钱人心安的机会。对陈希一见钟情的方木，处处留意陈希，去她去过的地方，借她看过的书。回到宿舍时，周军正跟几人吵闹，直到熄灯才被赶出寝室，方木最后开玩笑地骂了他一句。谁知第二天一早，周军被发现死在了厕所，死因是遭麻绳勒住脖子窒息。来到藤师大处理案件的警察，正是邰伟，方木一年前牛逼哄哄的样子还历历在目，邰伟此次前来杀气腾腾。通过报案人的陈述，周军在死前曾和方木对骂，而方木当晚恰巧也并不在宿舍……

根据方木的口供，邰伟追踪到录像店，发现周军死的当晚，方木的确有不在场证明，只是他的种种行为，依然让邰伟觉得很古怪。同窗好友的突然离世，让方木、祝老四铁哥们受到极大震动，校园杀手的乌云一直笼罩着，人心惶惶，方木暗下决心一定要替周军报仇，但是邢至森却迟迟不让他加入破案。失落的方木追随着陈希，来到了她当志愿者的盲童学校，意外发现鬼鬼祟祟的马老师。方木主动向陈希发出警告，却被当做蹩脚的搭讪，遭冷漠拒绝。凶案再发，死者是藤师大的英语老师佟倩，被发现吊死在教学楼顶外，惊悚至极。正当邢至森、邰伟、方木勘察现场时，又一起凶案现场被发现。截止此时，腾师大已经连续发生了三起命案……

佟倩之后，经济系的宋博和英文系的贾飞飞被杀，俩人是情侣，被凶手刻意用绳结绑在一起，凶手愈发张狂，邰伟却没有丝毫头绪。佟倩的死给祝老四带来了沉痛打击，无意间，他吐露了在案发当晚曾到过现场，误把凶手当做了情敌。老四后悔错过了救佟倩的唯一机会，而方木却在其中得到了重要信息——凶手，一定是学校内的人。方木凭直觉判断，这几起案件也都是同一人所为，但却无法进一步给凶手画像。在邰伟的帮助下，方木终于击破了盲童学校马老师的诡计，及时找到了失踪的盲童琳琳，免遭毒手。陈希终于放下心防，对方木充满感激与愧疚。祝老四提出帮佟倩完成整理借书卡，以此祭奠。方木意外发现一张诡异的借书卡，周军、佟倩、贾飞飞的名字都依次出现在这张借书卡上，这是死者之间唯一的联系。

方木召集借书卡上的同学一起，发起自救会，提议大家互相保护，早晚到食堂报道。根据基地班老师提供的线索，上届基地班淘汰生徐展雄引起方木注意。此时校园内出现威胁海报，“想死就考基地班！”的标语让方木坚定了自己的判断。方木依据徐展雄的思维特性和生活方式画像，警方立刻展开搜索。虽然徐展雄还没找到，借书卡上的同学却纷纷放松警惕，缺席早晚报道，陈希参加的话剧演出也将明晚如期上演。陈希的心结一直困扰着方木，他相信她的父亲就是那道深渊，但无论如何陈希还是极力回避，始终无法面对。

方木为了解开陈希的心结用盲文写了一封信给陈希的父亲，邰伟依然没有找到徐展雄，回到警局，在办公桌上睡着了。正在写信的方木接到陈希打来的电话，两人甜蜜的讲着电话。另一边邰伟被警局里正在播放的恐怖电影惊醒，从恐怖电影中似乎想到了什么，立即打电话让大家出动找徐展雄，终于在一个隐蔽的录像厅里抓到了徐展雄。方木知道徐展雄被抓的消息后兴奋的跑去告诉陈希。陈希终于把自己小时候的故事告诉方木，并邀请方木看她今晚的演出。邢至森亲自在审讯室里审问徐展雄，徐展雄始终一句话不说。方木找到了陈希的父亲，并把信交给了他。徐展雄冷静的说出了自己的不在场证明并讽刺的告诉邢至森抓错人了，邰伟焦急的赶去藤师大，话剧演出已经开始了......

舞台上，恶魔高举斧头，诡异的气氛中方木察觉不对劲，惊恐的从台下冲上台，恶魔从后台逃走了，闸刀落下，观众们尖叫着跑出剧场。方木在刀落下的最后一刻救出陈希后，跟着恶魔逃跑的路线追了过去。邰伟到礼堂外看见混乱的场面，拔枪冲进礼堂。方木在后台的厕所发现受伤昏迷的吴涵，邰伟赶到。把吴涵送上救护车后方木一直责怪自己判断失误而犯下大错，要求邰伟保护好陈希。医院里吴涵告诉方木和邰伟自己受伤的经过，孙梅来看吴涵。方木跟王建在楼顶聊天，王建走后，突然一个黑衣人从后面袭击方木，方木看到黑衣人的脸竟然是孙梅，争执中孙梅从顶楼摔了下去。警方从孙梅的值班室翻到证物，断定孙梅就是凶手。方木来到孙梅家找廖亚凡，亚凡告诉方木自己的秘密，竟然是一封孙梅写给吴涵的信......

方木没想到亚凡手里的这封情书，竟然会是所有惨案的源头。当方木看见站在自己面前的吴涵，头上缠着纱布，一脸若无其事的笑容，他知道，吴涵已经被心中的魔鬼完全吞噬。为庆祝大家大难不死，吴涵特地在宿舍请大家吃火锅，不明真相的王建和祝老四也感慨万分。在方木的不断挑衅下，吴涵终于揭开自己的伪装。而当吴涵得知自己杀害的那些人，其实谁都没有看过孙梅写给他的情书后，彻底陷入疯狂。方木没想到吴涵早已做好与大家同归于尽的准备，危急关头，邰伟及时出现，把方木从吴涵的魔爪中救下。一声轰鸣，吴涵点燃了煤气管，完成了自己的心愿。方木和邰伟将廖亚凡交给了天使堂孤儿院，早熟的亚凡期间一直默默无语，接受着所有的现实与安排，直到与方木告别的一瞬间，终于泪如泉涌。毕业季，大家各奔东西，方木也被邰伟和邢至森领到了新的环境——绿腾大学，在那里他第一次见到了自己的导师，乔允平教授。

三年前的往事一晃而过，方木终于不再抗拒，也因此完成了乔教授的论文题目，对过去做了正式的告别。可谁知命运转轮并没有停止，凶案再次发生，这一次的被害者是方木的研究生好友曲伟强及其女友王倩。凶残的分尸和抛尸行为激起了方木的斗志，他在乔教授面前画出了嫌疑人画像，邢至森再次破例让他参与破案。在辛婷婷和杜宇的帮忙下，邓琳玥终于把方木约到了牛排馆午餐，她鼓起勇气想要向方木表明心迹，却不料方木坦言自己已经有女友了。这消息让在场所有人，包括杜宇都很惊讶，邓琳玥也更是尴尬不已。匆匆别过大校花后，方木想起陈希眩晕和记忆不佳的情况，赶到医院，被医生证实陈希所患为失忆症。

七年前的噩梦再一次缠绕着邰伟，梦中他回到了云南边境的那个浴室里，这即将进行一场大宗毒品交易，潜伏在鬼哥身边四个月的邰伟，等的就是这一天。当小乔爷走进浴室，邰伟一眼就认出了这个几年未见的兄弟。可没想到原本胜券在握的抓捕计划，却被鬼哥当场识破，一枪崩了和邰伟同为卧底的土龙，邰伟瞬间惊醒。曲伟强和王倩的案子没有进展，找不到符合方木画像的嫌犯，方木推翻了自己之前的判断，认定凶手就是足球队前教练沈旭。可当邰伟找到沈旭的同时，也找到了他的不在场证明。医务室，宿管阿姨唐玉娥安静地死在了座椅上，初步断定为海洛因中毒。邰伟和方木都陷入了泥潭，但邰伟愿意再次相信方木的直觉，方木画出了医院案件的凶手画像，可是却查无此人。

命案接二连三，泳池里，一具女尸被打捞上来。死者是祝老四的女网友，腾大英语系研究生。尸检时，发现凶手竟然还在死者下体塞入了一个掉了漆的芭比娃娃。方木成天泡在图书馆中，却仍然没有收获。方木无意间和孟凡哲的一席闲聊，帮他找到了破案的关键线索——模仿。整个校园里，能够熟记这么多经典案例并进行模仿的人只有三个，孟凡哲、托马斯和乔教授。然而孟凡哲却突然不见了踪影，托马斯也因打架住院洗脱了嫌疑，最后只剩下乔教授。孟凡哲的话不仅帮助了破案，也让方木有勇气来面对失忆了的陈希，可令他没有想到的是，陈希竟然向他提出了分手。警局，邰伟再度被噩梦缠绕，电话铃骤响，打破了梦境。

邰伟帮刘念接虎子放学，校门口，邰伟因为虎子的一句话受到启发，判断出凶手下已个模仿提示。邰伟和方木在图书馆中分析，下一个被害人可能就是方木身边的女性。邓琳玥和辛婷婷在邓家的店里吃牛排，小米和大壮正在外面监视着二人。方木不想因为个人情感而遗漏掉任何嫌疑人，跑到乔教授的办公室中想要对质，乔教授看出了他的想法，并激励方木抛弃一切情感，更尖锐地去怀疑所有人。小米大壮跟着邓、辛二人来到宿舍门口，看到两人安全的进了宿舍后离开了。第二天早上，清洁工阿姨发现辛婷婷死在了第四教室，方木跑到图书馆查着资料，确定了下一个受害人一定是被催眠自杀，并确定了孟凡哲不是凶手，而是受害者。方木接到凶手用孟的手机打来的电话，满校园的跑着找孟凡哲，最后在一栋楼的天台上发现孟，孟正在墙上画完最后一笔，方木还没回过神来，孟凡哲已经从天台跳了下去......

方木根据墙壁上的迷宫进行画像，终于将它和孟凡哲手上的安徒生童话联系起来，推断他一直处于催眠中，将凶手锁定在接触过孟凡哲的人。大学生篮球联赛最后的决赛在今晚进行，邓琳玥邀请方木去看比赛，一心在案子上的他根本无暇顾及，但邓琳玥说会等他到九点半。邰伟根据方木的推论去找乔教授，无意中找到抽屉里的大量凶杀资料，乔教授称一直暗中破案，据前面的所有线索推断，凶手下一个模仿的案例应该是雷耶斯亚拉——典型的男性性功能障碍犯罪，这与方木的推断不谋而合。根据数字的推算，第六个被害人依然会是方木身边的人，加之三年前的藤师大礼堂案，凶手有理由模仿相似的杀人场景，大家不约而同想到身穿六号球衣在篮球馆助威的邓琳玥。

邓琳玥并没有因为方木的爽约而终止表白计划，在杜宇的见证下，她说出了自己对方木的爱。谁也没注意到角落里黑影闪入，迅速迷昏了杜宇之后，又放倒邓琳玥。黑影在邓琳玥身边摆上了四颗钉子和一颗牙齿，当他举起锤子准备钉向邓琳玥时，方木冲了进来，然而这一次，又只有方木看见了凶手的身影，邰伟觉得很蹊跷。邓琳玥的父亲不配合调查，让警方受阻。方木按照手机上神秘短信的指示，来到了腾师大礼堂，没想到发短信的居然是邓琳玥，她只是为了能和方木做最后的告别。邓琳玥的告别让陈希的身影再次出现，腾师大的过往也不断冲击着方木，他突然想到祝老四提过的一个论坛帖子。正当方木在网吧查询论坛资料时，邰伟却突然铐住了方木的双手。

邰伟逮捕了方木，向邢局请缨亲自审问。方木向他咆哮，声称只是时间问题，凶手还会再次作案。然而铁锤上的指纹，孟凡哲手机上的最后通话记录等线索，都将方木指向凶手，邰伟断定这一切都是方木幻想出来的，就像他一直以来幻想出来的陈希一样，这次他幻想出来了一个凶手，想方设法战胜他，来弥补三年前没能救成陈希的错误，以证明自己的强大，然而这个对手，其实也就是方木自己。方木始终不承认陈希已死的真相，更不承认邰伟对自己的定罪，直到邰伟拿出从他床下搜出来的图书馆钥匙。方木无法辩白，却继续思索梳理着案件，根据牙齿的线索，他推断出凶手下一个模仿的是弗朗西斯科•德里奥——专杀警察。

邢至森走进了审讯室，方木说出下一个被害者是邰伟。邢局拨通了邰伟的电话，击破了他的谎言。邢局说出了邰伟七年前的心理罪，希望方木能同样正视自己的心魔，接受陈希已死和自己就是凶手的事实。另一边邰伟责备自己当年的罪行，今天居然又亲手逮捕了方木，这一切刚好被赶来找邰伟的刘念听见，顿时崩溃。审讯室里，方木的心魔再次出现，说出了下一个真正的被害人是杜宇。与此同时，邰伟接到了乔教授的电话，得知了图书管理员孙普的真实身份，然而孙普却突然出现，打晕了邰伟。大壮小米调查后发现杜宇真的失踪了，方木声称他知道杜宇的所在，于是邢局亲自押解方木去酒吧寻找杜宇，不料却再次中了方木的圈套。

在杜宇的帮助下，方木从酒吧逃脱，又遇上开车援助的陌生男人，从而甩掉了邢至森的追捕。邢至森回忆起在审讯室中方木的喃喃自语，迅速让警队人马前往藤大进行搜捕。方木一路狂奔到藤大图书馆，在黑暗中不断回忆着孟凡哲临死前留下的复杂图形，终于在一个隐蔽的角落里，方木发现了一个通往地下世界的入口。孙普终于露出了真面目，狂妄地在暗夜教室里上完莫须有的一堂课后，开始进行他最后的杀戮。时钟即将走到三点整，孙普模仿着凶牙杀手拔掉了邰伟的一颗牙齿。方木在地下迷宫的各个密室里发现了前几个案子的作案证据，终于在最后一秒拦下了要对邰伟下手的孙普。方木的出现给原本准备欢庆的孙普沉重一击，原来让方木洞悉孙普严密布局的关键，就在于孟凡哲留下的地图。

方木一点点解开孙普的疑惑。方木从“肃介之峰”的id判断出了孙普的凶手身份，而孙普之所以可以在完成这一系列案件中，没有被任何人目击到，一定是有秘密的藏身之处。孟凡哲留下的图形就是藤大校园的巨大地下通道地图，钉子所在的位置图书馆，就是地下入口。孙普三番两次显露真身只让方木看见，并不是失误，只不过是想将罪行嫁祸于方木，这样他不仅能顺利脱罪，同时也能再次证明，自己才是真正的犯罪心理高手，远强于世人眼中的方木。孙普愿赌服输，在方木面前自我了结了生命。方木解救下邰伟，此时却传来了黑色星期天的音乐，顺着音乐，他们发现乔教授正端坐在最大一间密室中，批改方木的论文，手边放着邰伟身上的枪。原来乔教授才是布下一切迷局的人，孙普只不过是他利用的傀儡，他的目的是想以此让方木浴火重生，成为真正的天才，成为自己的接班人。