Действие фантастического сериала «Петля времени» начинается в современной Москве. В подвале одного из старинных особняков найдены останки неизвестного человека. На место обнаружения остатков приезжают оперуполномоченный Антон Ермолаев и эксперт-криминалист Екатерина Лужина. Ермолаев — опытный, грубоватый и циничный представитель своей профессии. Екатерина же — юная стажерка, любознательная, увлеченная историей и все еще не утратившая романтического отношения к сыскному делу. Они сразу понимают, что скелет принадлежит человеку, который жил в позапрошлом веке. Захватив все найденное в качестве вещдоков, оперативники пытаются выбраться из подземного лабиринта. Но, выбравшись на поверхность, Антон и Екатерина понимают, что они оказались в прошлом.