Mindhunter berputar di sekitar operator FBI Holden Ford dan Bill Tench, bersama analis Wendy Carr, yang bekerja Unit Ilmu Perilaku FBI di dalam Divisi Pelatihan di Akademi FBI di Quantico, Virginia. Mereka bertemu dengan algojo yang ditahan secara berurutan untuk melihat bagaimana mereka berpikir, dengan keinginan untuk menerapkan informasi ini untuk memahami kasus-kasus berkelanjutan.