В маленьком провинциальном городке Затонск в начале двадцатого века жила девушка по имени Анна Миронова. Она совсем не походила на обычных барышень своего времени. Вместо того чтобы сидеть дома за пяльцами, Анна носилась по улицам на странном велосипеде с огромным передним колесом, надевала удобные шаровары и всегда говорила прямо то, что думала.

Однажды спокойная жизнь городка нарушилась чередой страшных убийств. Жители шептались о проклятии и нечистой силе. Из Петербурга срочно прислали опытного следователя Якова Платоновича Штольмана. Высокий, холодный, с острым взглядом, он привык доверять только фактам, уликам и строгой логике. Никаких чувств и предчувствий для него не существовало.

Поначалу Штольман и Анна показались друг другу совершенно чужими людьми. Он считал её фантазёркой и помешанной девицей, она его надменным сухарём без сердца. Но обстоятельства заставили их работать вместе. Анна замечала детали, которые ускользали даже от профессионального сыщика. Иногда ей снились странные сны, и наутро оказывалось, что они показывали правду о преступлениях.

С каждым новым делом между ними возникало всё больше доверия. Штольман начал прислушиваться к её словам, хоть и ворчал, что это ненаучно. Анна же увидела, что за строгой маской следователя скрывается человек, который когда-то сильно пострадал и теперь боится снова кого-то подпустить близко.

Городок продолжал жить своей жизнью. По улицам ходили купцы и гимназисты, в трактире играл граммофон, а по вечерам в домах зажигали керосиновые лампы. Но за этой обыденностью скрывались старые тайны, зависть, неразделённая любовь и жадность, которые и толкали людей на страшные поступки.

Анна и Штольман расследовали убийство богатой вдовы, исчезновение молодого учителя, поджог в аптеке и многие другие преступления. Каждый раз казалось, что злодей вот-вот ускользнёт, но совместными усилиями им удавалось его поймать. Анна училась быть осторожнее и думать наперёд, а Штольман понемногу оттаивал и даже иногда улыбался.

Со временем жители Затонска привыкли видеть их вдвоём. Кто-то посмеивался, кто-то качал головой, а кто-то втайне завидовал той крепкой связи, которая возникла между столичным сыщиком и местной чудаковатой барышней.

К концу второго сезона загадочный душегуб, державший весь город в страхе, наконец показал своё лицо. Оказалось, что за всеми преступлениями стоял человек, которого никто не подозревал. Разоблачение произошло в старом заброшенном особняке на окраине, под проливным дождём, когда казалось, что надежды уже нет.

После этого дела Анна и Яков поняли, что больше не могут быть просто коллегами. Слишком многое их теперь связывало: опасность, ночные разговоры, общие победы и поражения. Он всё ещё называл её «барышня Миронова», а она его «господин следователь», но в глазах у обоих светилось что-то совсем другое.

Затонск снова стал тихим и сонным городком. Но все знали: если снова случится беда, найдётся девушка на велосипеде и суровый петербуржец, которые вместе смогут справиться с любой тайной.