Akcja Dochodzenia rozgrywa się w deszczowym Seattle i opowiada historię zabójstwa młodej dziewczyny – Rosie Larsen i policyjnego śledztwa prowadzonego przez dwójkę detektywów, poszukujących motywu i sprawcy zbrodni. Serial rozgrywa się w czasie rzeczywistym, jeden odcinek serialu to jeden dzień śledztwa, co daje możliwość przedstawienia dogłębnej analizy głównych postaci. W Dochodzeniu widzowie śledzą trzy wątki związane z morderstwem: detektywów, którzy prowadzą śledztwo; pogrążonej w żałobie rodziny zamordowanej dziewczyny oraz podejrzanych. W serialu pojawia się również wątek polityczny, gdyż jednym z podejrzanych jest lokalny radny, prowadzący aktualnie kampanię. Wraz z rozwojem akcji, staje się jasne, że nic nie dzieje się przypadkiem. Każdy ukrywa sekret, i choć bohaterowie myślą, że już uporali się ze swoją przeszłością, ona niespodziewanie do nich powraca.