Au Château Frontenac, un luxueux hôtel de Québec, un corps est retrouvé cimenté dans une baignoire. Hubert Philippin, la victime, était un ingénieur déclaré responsable de l'effondrement d'un viaduc quelques années auparavant. Céline Trudeau est chargée de l'enquête, qu'elle mène avec Daphné Constant, sa nouvelle partenaire, davantage attachée au protocole qu'elle.

Esther Smith, qui louait la chambre où a été retrouvé Hubert Philippin, reste introuvable. Le Château Frontenac accueille un congrès d'ingénieurs parmi lesquels se trouve William, l'ex-mari de Céline. Pour prouver qu'il est remis du traumatisme lié au meurtre de sa femme, Alex Théberge enquête incognito.

Au cours de leurs investigations, Daphné et Céline découvrent qu'une famille endeuillée par l'effondrement du viaduc loge au Château Frontenac. Les Prévost ont perdu leur fils Félix dans la catastrophe, tandis que leur fille Joanie a dû être amputée. Le père Samuel prend la fuite. De son côté, Alex sympathise avec Adrien. Sophie explore la chambre d'un certain Chamfort.

Après une tentative de suicide, Samuel Prévost est dans le coma. D'autres personnes concernées par l'effondrement du viaduc étaient à proximité du Château le soir du meurtre, à l'instar de Sylvie, la concierge de l'hôtel, ou Nathan, un guide touristique. De son côté, Edmond Chamfort a volé l'ordinateur de Hubert Philippin, qu'il connaissait bien. Alex, lui, se rapproche de Joanie.

Sylvie, Nathan et les Prévost auraient-ils fomenté un plan pour se venger ? Outre la proximité entre ces suspects, Daphné découvre que sa partenaire Céline a dissimulé des liens entre son ex-mari William et Esther Smith de peur d'être écartée de l'enquête. Edmond Chamfort et son fils Bernard récupèrent un enregistrement compromettant.

L'autopsie du corps d'Esther Smith indique qu'elle a été jetée par-dessus bord du bac qui relie Québec à Lévis. Des éléments révèlent qu'elle entretenait une liaison avec Philippin mais qu'elle voyait quelqu'un d'autre depuis plusieurs mois. Alors que William fait chanter Chamfort, le notaire convoque les familles endeuillées pour leur dévoiler la teneur du testament rédigé par Philippin.

Esther était ingénieure au sein d'un comité chargé d'évaluer les candidats à la construction d'un nouveau passage entre Québec et sa rive sud. Deux options se dégagent : un tunnel, projet auquel Chamfort est associé, et un pont, une étude portée par les Allemands de Kaiserin pour lesquels travaille William.

Lorsque Céline s'en prend à William, celui s'empresse de prévenir les supérieurs de son ex-femme, et Jacques retire l'enquête à la sergente-détective. Elle n'en continue pas moins son travail avec Daphné, qui désapprouve la tournure prise par les investigations depuis que sa partenaire a été écartée.

Aidée par Alex, Céline découvre que Philippin développait un nouveau type de béton, plus durable et beaucoup moins polluant que ses concurrents sur le marché. Les deux enquêteurs comprennent qui a volé la sculpture à Joanie et identifient le mystérieux amant d'Esther. L'étau se resserre sur le meurtrier.