在繁华都市边缘的老旧街区，阳光总是吝啬光顾。纵横交错的小巷如迷宫般曲折，弥漫着潮湿腐朽的气息。这里，发生了一起令人毛骨悚然的案件。
那天清晨，拾荒老人像往常一样在小巷垃圾桶翻找。在一堆散发恶臭的垃圾深处，他摸到了一个坚硬冰冷的东西，扒开杂物，一个人类颅骨赫然出现在眼前，空洞的眼窝仿佛在无声诉说着无尽痛苦与恐惧，老人吓得瘫倒在地，许久才颤抖着拨通报警电话。
警方迅速封锁现场，刑侦队长赵刚亲临指挥。法医对颅骨初步检查后，告知赵刚：颅骨属于一名女性，死亡时间至少在三年前，且颅骨有多处细微裂缝，像是被精心打磨过，手法十分诡异。在现场，除了颅骨，警方没有发现任何有价值线索，案件伊始便陷入僵局。
警局会议室里，气氛凝重压抑。赵刚看着手中案件资料，眉头紧锁。这时，年轻警员李悦提出一个大胆想法：“会不会是连环杀手作案？这不是第一起案件，也许之前还有类似未被发现的受害者。”众人陷入沉思，赵刚决定以此为方向，调阅近五年全市未侦破失踪人口案宗。
经过几天几夜的排查，李悦从海量资料中筛选出五起疑似关联案件。这些案件中的失踪者均为年轻女性，且失踪地点都在老旧街区附近。但奇怪的是，除了失踪地点相近，再无其他明显关联。
赵刚决定从受害者的社会关系入手，逐个调查。当调查到其中一位失踪者林晓的前男友张峰时，发现他行踪诡异。案发后张峰就辞去工作，频繁搬家，现居住在城市另一头狭小出租屋内，靠打零工为生。
赵刚和李悦来到张峰住处，狭小昏暗的房间弥漫着刺鼻烟味。面对警方询问，张峰神情慌张，眼神闪躲。他声称和林晓分手后再无联系，对她失踪毫不知情。但赵刚注意到，张峰桌子抽屉缝隙露出一角照片，像是女性照片。趁张峰不注意，赵刚快速打开抽屉，里面是一叠照片，全是林晓的，照片上的林晓或笑或嗔，而照片背后，写满密密麻麻的字，都是张峰对林晓的怨恨之语，甚至有诅咒她死的话。
张峰见此情景，情绪崩溃，大喊：“我是恨她，恨她抛弃我，但我没杀她！我留着照片只是想提醒自己曾经多痛苦。”赵刚和李悦对视一眼，虽觉得张峰嫌疑重大，但缺乏关键证据。
就在调查陷入胶着时，法医带来新消息：对颅骨进行更细致检测后，发现颅腔内有极其微量的特殊金属粉末，成分复杂，初步判断来自某种精密机械零件。赵刚敏锐意识到，这或许是找到凶手的关键。
警方开始排查全市所有涉及精密机械加工的工厂和作坊。在排查到一家位于城郊、规模较小的机械加工厂时，发现了一些异常。这家工厂老板近期频繁出国，工厂账目也有几笔不明来历的大额资金流动。
赵刚和李悦对工厂展开秘密调查。他们在工厂废料堆里发现一些碎骨片，经过化验，与之前发现的颅骨属于同一人。正当准备对工厂老板实施抓捕时，工厂老板突然回国自首。他交代，三年前因和一名女性发生争执，失手将其杀害，为毁尸灭迹，对尸体进行了残忍处理。
案件看似就此告破，但赵刚心中始终有个结。在对工厂老板审讯过程中，他发现老板对犯罪细节交代模糊不清，且处理尸体手法与之前推测的凶手精细打磨颅骨的行为不符。
赵刚决定重新梳理案件。他再次回到发现颅骨的现场，仔细观察周围环境。在附近一个废弃房屋角落里，发现了一些奇怪的符号，像是有人用尖锐物品刻下的。这些符号看似毫无规律，但赵刚觉得其中必有深意。
赵刚将这些符号拍照带回警局，和李悦一起研究。李悦突然想起曾在一本关于古代神秘学的书上看到过类似符号，经过查阅资料，发现这些符号与一种古老祭祀仪式有关，而这个祭祀仪式需要用到完整人体骨骼。
赵刚推测，凶手可能是个狂热的神秘学信徒，他的目标或许不止一人，而是要集齐多具人体骨骼完成某种仪式。赵刚和李悦再次对之前筛选出的失踪人口案宗进行深入分析，发现所有失踪者的出生日期竟符合某种特殊的星象排列。
他们顺着这条线索继续调查，发现一个名为“暗影教团”的神秘组织。这个组织在暗网中活跃，宣扬通过古老神秘仪式获得超自然力量。经过一番周折，警方锁定了教团核心成员刘阳，此人是一名资深机械工程师，对精密机械有着极高造诣。
赵刚和李悦带领行动小组迅速出击，在刘阳的秘密据点将其抓获。据点内摆满各种奇怪祭祀用品，墙壁上画满神秘符号，地下室里还存放着多具人体骨骼，其中部分与之前失踪者信息匹配。
面对铁证，刘阳供认不讳。原来，他痴迷于古老神秘学，妄图通过集齐符合特殊星象排列的人体骨骼，举行祭祀仪式，打开所谓“通往超凡力量的大门”。他利用自己在机械加工厂的工作便利，精心挑选目标，残忍杀害后对骨骼进行加工处理。而之前警方调查的工厂老板，不过是刘阳故意安排的替罪羊，他利用工厂老板的心理弱点和犯罪前科，诱导他顶罪。
随着刘阳落网，这起错综复杂的骷髅杀人案终于真相大白。赵刚和李悦凭借着敏锐洞察力、坚韧不拔的毅力和对真相的执着追求，拨开层层迷雾，将隐藏在黑暗中的凶手绳之以法，让受害者得以安息。