La caporal dels Mossos Andrea Carmona, amb l'ajuda d'en Domi, un policia local de la zona, es fa càrrec de la investigació de l'assassinat del jove David Martos, al costat d'una fossa comuna que el noi exhumava il·legalment als afores d'un poble del Penedès. En Guillem, el germanastre d'en David, és el sospitós principal per una suposada disputa sobre l'herència de l'avi matern. La caporal Andrea fa un descobriment sorprenent a la mateixa fossa, que capgira la investigació. La Joana, mare del David i del Guillem, està aclaparada pel secret colpidor del seu pare, la mort d'un fill i l'acusació d'un altre. Per la seva banda, l'Andrea defuig un passat turbulent mentre el descobriment de noves proves obre el ventall de sospitosos. La pistola antiga amb què s'ha comès el crim apunta a un col·leccionista, un jardiner anomenat Jaume. Quan l'Andrea i en Domi escorcollen una nau que freqüenta en Guillem, als afores, hi ha un tiroteig i el policia local cau ferit.
L'Andrea troba una foto d'en Jaume de jove amb una noia que porta una arracada igual que una de trobada a la fossa, un objecte que no encaixa amb l'època de postguerra. La noia de la foto resulta ser una jove belga, Zoé Goossens, oficialment desapareguda a l'Índia, membre d'una comuna hippy que es va establir al poble. L'Andrea descobreix que l'Àngel, amic de la Joana, també n'havia format part. En Jaume s'assabenta que li imputen l'homicidi d'en David. Ara, acorralat, vol incriminar l'Àngel. Mentrestant, seguint les pistes de les gravacions de l'avi, la Joana troba uns papers que confirmen que la finca de l'Àngel era de la seva família. En vol demanar explicacions a l'Àngel però en Jaume apareix per venjar-se per la mort de la Zoé. L'Andrea intenta arribar a temps per evitar la desgràcia fruit del dolor i el ressentiment acumulat durant tants anys.
TV3 estrena "La fossa", una nova sèrie dirigida per Agustí Vila que investiga crims del passat i del present. El thriller s'ha presentat a l'auditori de TV3 amb la presència del seu director i d'alguns dels actors protagonistes, entre ells, Nausicaa Bonnín, Sergio Caballero i Núria Prims.