Na pequena cidade de Twin Peaks, na costa noroeste dos EUA, próxima à fronteira com o Canadá, a estudante e queridinha da cidade Laura Palmer (Sheryl Lee) aparece morta à beira de um lago, enrolada em um saco plástico. O excêntrico agente do FBI Dale Cooper (Kyle MacLachlan) chega para comandar a investigação. Na autópsia fica constatado que Laura, antes de ser morta, foi brutalmente espancada e violentada. Os métodos não-ortodoxos do agente funcionam, e aos poucos ele vai descobrindo que Laura possuía um lado obscuro, como a própria cidade. Perversões sexuais, tráfico de drogas e fraudes financeiras ocultam-se na sociedade local. Para complicar as coisas, durante as investigações a mãe de Laura tem visões de um espírito maligno chamado Bob.
