Профессор психологии подполковник МВД Крестовский собирает экспериментальное следственное подразделение «Амазонки» из четырех девушек. Евгения — оперативник силовик, Анна — блондинка, модель и жена олигарха, Варвара — ученый криминалист, Лидия — аферистка, отбывающая срок. Воспользовавшись неожиданным освобождением, Лидия сбегает. Остальные девушки приступают к ее поискам
Девушки знакомятся с патологоанатомом Толей и техником Колей, которых прикрепляют к «Амазонкам». Оба молодых человека категорически против такого сотрудничества. Новое дело «Амазонок» — ограбление ювелирного магазина. Улики приводят к одному из высокопоставленных сотрудников МВД. Лидия встречается с сыном после долгой разлуки.
Гибнет друг и коллега Крестовского. Единственная улика — фигурка барсука — фирменный почерк известного преступника, имеющего одноименную кличку. Чтобы «расколоть» Барсука, Анна изобретает новый способ ведения допроса. Поймать преступника «Амазонкам» неожиданно помогает сын Лидии — Максим.
В отделе «Амазонок» появляется Иван Найденов — человек, полностью потерявший память. Варя проявляет интерес к новичку не столько научный, сколько личный. Одновременно у сотрудников отдела начинают пропадать вещи, которые позже обнаруживаются у одной из «амазонок».
В Москве происходит ряд ограблений банков. Преступники не оставляют следов. Неясен и сам способ ограбления. «Амазонки» пытаются воспользоваться помощью опытного следователя Брагина. Между мужем Анны и Брагиным происходит конфликт. Однако именно муж Анны замечает то, что было скрыто от глаз девушек.
Администрация тюрьмы тщательно пытается «замять» дело об убийстве нескольких заключенных. Спасая свою жизнь, из тюрьмы бежит Никифор — отец маленького Максима. Мальчик впервые видит отца и рискует сразу же его потерять. Лидия уговаривает Никифора вернуться и помочь расследованию.
Происходит серия убийств молодых девушек. Расследование заходит в тупик, и «Амазонки» решают обратиться за помощью к отбывающему срок серийному убийце. Одна из «амазонок», играя роль «живца», попадает в плен к маньяку.
Из запасников музея пропадает странный набор на первый взгляд не очень ценных вещей. «Амазонки» пытаются понять, кому и для чего эти предметы могут понадобиться. Совместный научный труд Вари и Толи помогает раскрыть преступление, но обрывает только что начавшийся между ними роман. У Лидии появляется тайный поклонник.
В гараже находят обгоревший труп. При вскрытии профессор Крестовский заражается смертельно опасным вирусом. Всё здание управления вместе с сотрудниками, находящимися в нем, закрывается на карантин. Лидия рискует своей жизнью, чтобы спасти жизнь Крестовскому.
Ученица 10 класса обвиняет своего учителя в изнасиловании. Однако все улики свидетельствуют о его невиновности. Отец предполагаемой жертвы настаивает на том, что его дочь говорит правду. «Амазонки» стараются не обращать внимание на «очевидные» вещи и стремятся скрупулезно разобраться в ситуации.