Rust Cohle e Martin Hart vengono richiamati a testimoniare su una loro vecchia indagine riguardante l'uccisione di una prostituta di 17 anni, Dora Lange, quando un nuovo corpo viene ritrovato, ucciso con lo stesso modus operandi del killer che inseguirono nel 1995 quando entrambi lavoravano per il dipartimento di polizia di Stato della Louisiana.

Durante l'interrogatorio nel 2012, Marty sospetta che i due detective stiano cercando di incolpare qualcuno. Nel frattempo, la storia dell'inchiesta sulla morte di Dora Lang continua: dopo una fase di stallo in cui Cohle e Hart rischiano di perdere il caso, la madre della vittima li conduce sulla pista che li porterà alla scoperta di una chiesa distrutta e abbandonata ma che potrebbe sbloccare le indagini.

Le indagini virano sul predicatore che un tempo ha occupato la chiesa in cui è stato ritrovato il disegno della vittima ma quando l'inchiesta non porta a niente Cohle si mette a scavare i dettagli di vecchi casi per trovare una connessione con il nuovo. Nel frattempo, Hart si barcamena tra i sentimenti per la moglie Maggie e per Lisa.

Il duo di detective decide di interrogare di nuovo Charlie Lange - marito della vittima e attualmente in carcere - per capire quale collegamento potrebbe esserci con Ledoux, e quando scoprono che quest'ultimo si è ritirato dal mercato della droga ma "cucina" ancora per una specifica gang di motociclisti, Rust decide di rispolverare le sue conoscenze dai tempi della Narco ed andare in incognito.

Nel 1995, ad un passo dal risolvere il caso ed incastrare Reggie Ledoux, Rust e Marty si ritrovano costretti a mentire ai colleghi e a dover insabbiare il reale corso degli eventi che hanno portato alla chiusura del caso. Nel 2012, i detective Gilbough e Papania rivelano finalmente le loro intenzioni: cosa è successo nel 2002 e perché Cohle è scomparso per otto anni?

Dopo aver ascoltato i diretti interessati senza arrivare ad una svolta, Papania e Gilbough chiamano a rapporto Maggie, la moglie di Marty, per ricostruire il corso degli eventi secondo il suo punto di vista, necessario per capire una volta per tutte cose ha portato alla finale rottura tra i due detective e perché Cohle abbia mollato il lavoro e le indagini nel 2002.

Per obbligare l'ex partner ad aiutare nelle indagini sul misterioso Yellow King e Carcosa, Cohle decide di giocarsi la carta del debito che Hart gli deve avendolo coperto con l'omicidio di Ledoux sette anni prima. I due cominciano quindi a scavare a fondo su numerosi casi di bambini scomparsi, sospettando che il dipartimento, o addirittura lo stato, abbia depistato le tracce di inquietanti crimini.