Het is 2012. Martin Hart en Rustin Cohle, ooit partners bij de staatspolitie van Louisiana, leggen afzonderlijk verklaringen af over de moord op de prostituee Dora Lange, 17 jaar eerder. Tijdens hun terugblik komen niet alleen meer details over de misdaad - waaronder occulte aspecten - aan het licht, maar krijgen we ook meer inzicht in de explosieve relatie van de twee rechercheurs en in hun tumultueuze privelevens.

Een gewelddadige ontknoping in het bos stelt een einde aan de zaak-Dora Lange en bombardeert Cohle en Hart tot plaatselijke helden. Voor beide mannen breekt een periode van relatieve rust aan. Hart herenigt zich met zijn gezin en Cohle, die een reputatie opbouwt in het afdwingen van bekentenissen, begint aan een relatie. Naarmate de tijd verstrijkt en zijn dochters opgroeien, valt Hart ten prooi aan nieuwe spanningen en verleidingen. Cohle verneemt intussen van een verdachte in een dubbele moordzaak dat een oude zaak misschien niet helemaal afgesloten is. In 2012 gooien Gilbough en Papania hun kaarten op tafel, nieuwe bewijzen die Cohle in een slecht daglicht stellen. Hart begint zich af te vragen of hij zijn partner ooit echt gekend heeft.

In 2002 beginnen Cohle en Hart te hervallen in hun vertrouwde, gewelddadige patronen. Hart wreekt zich brutaal op een stel tienerjongens en bij Cohle groeit de overtuiging dat ze in 1995 niet tot op het bot zijn gegaan. Op zijn eentje begint hij een sinister verband te onderzoeken tussen verdwijningszaken van kinderen langs de kust en het Wellsprings-project van evangelist Billy Lee Tuttle. Hart ziet de ex-prostituee terug die hij ontmoette tijdens de zaak-Lange. In 2012 ondervragen Papania en Gilbough de ex-vrouw van Marty, Maggie, over het gedrag van Cohle en Hart in 2002, het jaar waarin de relatie tussen de agenten ontspoorde en Cohle zijn ontslag nam na een schorsing.