Anni ’50, New York. Lionel Essrog (Edward Norton) è un investigatore privato affetto dalla sindrome di Tourette e con un carattere molto solitario. È stato Frank Minna (Bruce Willis), a capo dell'agenzia d'investigazione, a trovare Lionel e i suoi colleghi, in un orfanotrofio, dove venivano maltrattati da un gruppo di monache violente. Colpito dalla sua intelligenza, dal suo fare gentile e soprattutto dalla sua memoria fotografica, gli ha permesso di entrare nella sua agenzia ma soprattutto lo ha aiutato a capire che quello che le persone percepivano come stranezze date dalla sindrome, potevano essere un vero e proprio dono per la professione. Quando Frank muore, Lionel indaga sulla sua morte, nonostante i pochi indizi a disposizione. Le sue indagini lo portano a svelare molti segreti, fino a quel momento ben custoditi, e dai quali dipende il destino dell'intera città. Girando New York, dai night club di Harlem ai bassifondi di Brooklyn, fino ai dorati e lussuosi salotti di potenti finanzieri, si ritrova faccia a faccia con i più pericolosi delinquenti della città, pronto ad affrontarli pur di onorare la memoria del suo amico e salvare l'unica donna che forse potrebbe aiutarlo.