Grâce à leur taux d'élucidation élevé, l'agent Al Burns et Carrie Wells intègrent la très prestigieuse section d'élite new-yorkaise des crimes majeurs. Les voici en charge des dossiers les plus complexes et les plus sensibles. Qu'il s'agisse de l'enlèvement d'une enfant, d'une enquête sur un gang de braqueurs, du meurtre d'un homme d'affaires, le tandem côtoie en permanence le danger. Par ailleurs, Carrie en apprend un peu plus sur son passé et sur la mort de sa soeur. Après le départ de trois personnages phares de la saison 1 (Mike Costello interprété par Michael Gaston, Nina Inara par Daya Vaidya et Roe Saunders par Kevin Rankin), "Unforgettable" trouve dans cette saison 2 un nouveau souffle, avec des scénarios encore plus solides. Carrie et Jay enquêtent sur la mort d'un homme, tombé de la terrasse de son appartement. Les premiers éléments laissent à penser à un suicide. En examinant le défunt, Carrie reconnaît immédiatement le docteur Eugene Lustig. Cet éminent professeur d'université a autrefois réalisé une étude sur ses dons de mémoire. Pour faire toute la lumière sur cette affaire, Carrie doit reprendre contact avec les membres du groupe de recherche que Lustig dirigeait. Car elle en est convaincue, il ne s'agit ni d'un accident ni d'un suicide...