Los Angeles, été 2012. La Cité des Anges est en proie à l'un des pires incendies de son histoire. Dans cette sinistre atmosphère, Arthur Lacroix débarque en catastrophe de Paris, inquiet pour sa fille dont il est sans nouvelles depuis plusieurs jours. Au même moment, l'agent spécial Stanley Cohle reçoit au FBI la visite d'une femme surgie de son passé, qui le supplie de retrouver sa fille évanouie dans de mystérieuses circonstances.
Tandis que les flammes gagnent du terrain, les deux hommes n'ont d'autre choix que de faire face au brasier. Puisant dans leurs ultimes ressources, ils écument Los Angeles à la recherche de leurs disparues. Sans se douter que cette ville qu'ils croyaient autrefois avoir laissé derrière eux s'apprête à leur dévoiler l'un de ses plus noirs secrets...