没有破绽的犯罪手法，查无凶手的连续杀人案…！一桩桩悬案迫使警方与罪犯不得不携手合作，深入命案现场与凶手博弈对决，为死者伸张正义。双雄联手出击的强强对决，却让这场魔鬼交易暗潮汹涌，即将引发另一波更大的致命危机！

《人面鱼：红衣小女孩外传》改编自台湾乡野传说“人面鱼“，1990年代有人在高雄县冈山镇（今高雄市冈山区）出游钓起一尾吴郭鱼（罗非鱼），烧烤食用时却听到诡异的声音询问：“鱼肉好吃否？”之后其拍摄的照片鱼的上头还浮现人脸，令当事人毛骨悚然，不过事件本身有诸多疑点被认为是无根据的谣传。

一名亚斯伯格症的鉴识官方毅任（张孝全饰），在一起诡异的命案中，发现命案的关键证物，竟涉及失联的女儿。为了隐瞒警局同事并私下找出真相，他冒险利用鉴识知识，误导与他搭档查案的火爆刑警赵承宽（王识贤饰），同时与握有重要线索的嗜血记者徐海茵（许玮甯饰）合作调查，方毅任终将发现，能让真相水落石出的，不是他最擅长的鉴识知识，而是遗失已久深藏未露的情感⋯⋯

前调查员方毅任（张孝全饰）与记者出身的公关经理徐海茵（许玮甯饰）带着女儿江晓孟（李赛凤饰）开始了新的生活。然而，方毅任却卷入了一系列死亡事件，成为头号嫌疑人。这些事件与他15年前接手的一起谋杀案有关。检察官张耿浩（藤冈靛饰）怀疑方毅任和他的导师林景瑞有所隐瞒。方毅任与探长赵承宽（王识贤饰）和法医薛欣宁（苏慧伦饰）合作，揭开真相，证明自己的清白，否则他将面临再次与江晓孟关系破裂的风险。