《猎罪图鉴》以模拟画像师沈翊和刑警队长杜城的搭档探案为主线。开篇，杜城因师傅雷一斐被杀案对沈翊充满敌意，原来沈翊曾根据神秘女人描述画出雷一斐嫌疑人画像，间接导致师傅死亡。但随着一起起案件侦破，二人逐渐放下成见，携手查案。他们遇到过利用模特身份犯罪的案件，沈翊通过对模特细微特征的捕捉和记忆，画出关键人物画像，助力案件推进。还有校园霸凌引发的悲剧，他们抽丝剥茧，揭开背后复杂的人际关系和隐藏的真相。在这个过程中，沈翊凭借超强的画像能力和敏锐观察力，杜城依靠丰富的刑侦经验，共同破解了一个又一个谜团，也让雷一斐案的真相逐渐浮出水面。