Une partie d'échecs retorse, un assassinat à bord d'un avion en vol ou encore une victime qui décède par deux fois : les enquêtes mystérieuses sollicitent les neurones et la sagacité d'Astrid et Raphaëlle. Cette dernière, qui se voyait déjà en couple avec Nicolas, doit composer avec la présence de Nora, leur nouvelle collègue. Quant à l'archiviste, elle découvre l'existence d'un demi-frère, Niels, 7 ans, qui se révèle rapidement très envahissant. Tom Villa, Stomy Bugsy ou encore le nageur handisport Théo Curin sont quelques-uns des invités de cette quatrième saison d'enquêtes toujours rondement menées par un duo plébiscité. Un diamant d'une qualité exceptionnelle doit être exposé à Paris. Mais le jour de l'ouverture au public, le responsable de la sécurité est retrouvé mort, le crâne horriblement fracassé. Le magnifique joyau a également mystérieusement disparu. Astrid et Raphaëlle sont mises sur l'enquête...