Memories of Murder 2003 ในเดือนตุลาคมปี 1986 ที่เมืองเล็กๆ ในเขตชานเมืองเกิดคดีข่มขืนและฆ่าผู้หญิงสองคนอย่างโหดเหี้ยม นักสืบท้องถิ่น ปาร์ค ดูมัน ต้องเผชิญกับคดีที่ยากและไม่เคยประสบมาก่อน เขาต้องต่อสู้ทั้งกับข้อจำกัดทางเทคโนโลยีและวิธีการสืบสวนที่ไม่สมบูรณ์ ขณะเดียวกันก็ต้องจัดการกับความเครียดจากการหาผู้กระทำผิดให้ได้ในที่สุด ปาร์คทำการสอบสวนด้วยวิธีการของตนเอง โดยมีความช่วยเหลือจากนักสืบซอแทยุนจากโซล ที่มีวิธีการสืบสวนที่ใช้วิทยาศาสตร์ คดีนี้เกิดขึ้นท่ามกลางการข่มขืนและฆาตกรรมที่ต่อเนื่อง ซึ่งทำให้การสืบสวนของปาร์คและซอพบว่า ฆาตกรจะลงมือในคืนฝนตกและมักเลือกผู้หญิงที่สวมชุดสีแดงเป็นเหยื่อ สถานีวิทยุท้องถิ่นยังเผยข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับเพลงที่มีการขอร้องบ่อยครั้งในคืนเกิดอาชญากรรม จนทำให้การสืบสวนไปถึงชายคนหนึ่งชื่อฮยอนกยู ที่เชื่อว่าอาจจะเกี่ยวข้องกับคดีนี้

เมื่อการสืบสวนดำเนินไป ปาร์คและซอพบความขัดแย้งกันในทฤษฎีการสืบสวนของตนเอง และเมื่อมีการจับกุมคนผิดแต่ก็ไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็นผู้กระทำผิดจริง ทำให้ทั้งคู่ต้องร่วมมือกันเพื่อค้นหาความจริงให้ได้ ขณะที่ทั้งสองคนต้องเผชิญกับอุปสรรคทั้งภายนอกและภายใน รวมถึงการบาดเจ็บที่เกิดจากการปะทะในระหว่างการสืบสวน