《犯罪图鉴》主要讲述了模拟画像师沈翊和刑警杜城因一起陈年旧案而结怨，在机缘巧合之下成为了搭档，两人联手探查了多起离奇悬案，共同追踪真相的故事。
剧情一开始就是沈翊废弃大楼画画，紧接着一个打扮非常美丽的女人，拿着一张小孩子的照片，要求他画出这个孩子三十五岁的样子。
而另外一个男主杜城他的出场也不简单，不知道的还以为是作案现场。杜城不知道是因为什么，将自己装进浴缸里面的黑色行李袋中，然后放水直到淹没自己，要不是同事一直在敲门，他还不知道什么时候出来呢。
等到同事气冲冲地冲进来指责杜城时，他才解释到自己是为了探查类似案件，才亲身示范了一遍，如果是一个和他差不多身高的成年男性，他完全可以自己钻进行李袋拉上拉链，五分钟就会出现昏迷和缺氧。
这件事情还没解决完，另外一起案件来了 在玲珑公寓发现了一名女性领了盒饭，腹部有刀伤，从现场来看，只是少了一个手机，室内也没有翻动的痕迹，也没有财物的丢失，初步判断是仇杀或者情杀。
杜城刚到达就有了线索，说是有一个外卖小哥可能见到过凶手，当时外卖小哥送外卖坐电梯的时候，凶手正好也在里面。后面通过调查监控排查，找到了嫌疑人最后出现的楼栋，可惜一直没有看清脸。
无奈之下张局只好求助正在上课的沈翊，希望他能帮助警察画出嫌疑人。沈翊这个人可以处一处，接完张局的电话后，二话不说就拿起粉笔，根据外卖小哥的描述，画出了嫌疑人的画像。
但杜城根本不相信沈翊，再加上他着急忙慌的，不想一群人等沈翊的结果，就派人挨家挨户地摸查。因为杜城他们的动静太大，被嫌疑人发现了，要不是杜城武力值可以，嫌疑人早就跑掉了。
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