Cold Case est un drame centré sur Lilly Rush, une détective énigmatique et très efficace de la brigade des homicides de Philadelphie. L'intuition de Rush concernant l'esprit criminel et sa passion singulière pour découvrir la vérité font d'elle la candidate idéale pour enquêter sur des affaires non résolues, des crimes d'hier qui restent sans réponse - certains datant de quelques mois, d'autres remontant à des décennies. Rush et son équipe utilisent leur intelligence pour s'attaquer à des preuves vieillissantes et à des témoins aux secrets enfouis, découvrant de nouvelles pistes, fouillant dans de vieilles blessures et poursuivant inlassablement la vérité.