O Homem das Castanhas se passa em um tranquilo subúrbio de Copenhagen, na Dinamarca. Em uma manhã tempestuosa de outubro, uma jovem é encontrada brutalmente assassinada em um parquinho, com uma de suas mãos faltando. Acima dela está pendurado um pequeno boneco feito de castanhas, que coloca um ponto de interrogação na cabeça dos investigadores. Logo, a ambiciosa detetive Naia Thulin é designada para o caso, trabalhando com seu novo parceiro, Mark Hess. Juntos, eles descobrem uma misteriosa pista que conecta o caso à filha desaparecida da política Rosa Hartung, sumida um ano antes.