ニューメキシコ州の片田舎、アルバカーキ。連続殺人犯の不当逮捕が原因で、ＦＢＩダラス支局から左遷させられたＦＢＩ捜査官トム・マッケルウェイ（アーロン・エッカート）は、立て続けに3件の殺人事件に遭遇する。1人目の被害者は、物静かなセールスマンで運転中に後頭部座席から絞殺。2人目は小学校教師で、不審な車のトランクから発見された。そして3人目の被害者はなんと、マッケルウェイを左遷に追いやった張本人、レイモンド・スターキーだった。3人の被害者たちに共通点はなく、死体はまぶたが切り取られ、“0”（ゼロ）のマークが残されていた。ダラス支局から派遣されてきたフラン・クーロック（キャリー＝アン・モス）は、マッケルウェイの元同僚で、交際していた過去もあり、彼の苦悩を理解しながら捜査に協力する。解明の糸口が見つからず、加えて原因不明の頭痛に悩まされるマッケルウェイ。そんな彼に挑戦するかのように、何者かが行方不明者のファックスと奇妙なスケッチを次々と送りつけてくる。まるで、マッケルウェイの行動を全て見通しているかのように…。やがて、捜査線上にベンジャミン・オライアン（ベン・キングズレー）という男が浮上する。元ＦＢＩ捜査官だという彼の痕跡から、“サスペクト・ゼロ”という新たな犯人像が描き出されてきた。特定の犯行パターンを残さず、捜査線上に決して上がらない究極の連続殺人犯、それが“サスペクト・ゼロ”だ。捜査が進むにつれ、被害者たちの恐るべき共通点が次第に明らかになってきた。被害者たちは、“サスペクト・ゼロ”なのか？ だとすれば、ＦＢＩにさえプロファイリング不可能な彼らを、オライアンはどのように捜し出すことができたのか。オライアンの背後に浮かぶ、謎の国家プロジェクト、“イカロス計画”。封印されたといわれるこのプロジェクトは、いったい何を意味しているのか。増えていくばかりの謎。そして、発生する新たな殺人事件。死体に“0”のマークは残されておらず、出口の見えない迷宮へと引き込まれていくマッケルウェイとクーロック。ふたりは、この謎から抜け出すことができるのか？