Sur la berge du lac, Pete Martell découvre le corps de Laura Palmer, enveloppé dans du plastique. Dale Cooper, agent du FBI arrive à Twin Peaks pour éclaircir ce meurtre et bénéficie de la coopération du shériff local, Harry Truman.
Cooper découvre des similitudes entre le meurtre de Laura et celui de Teresa Banks intervenu un an auparavant dans la région. Il demande alors à examiner le corps et découvre un bout de papier marqué de la lettre R sous un ongle de Laura.
Une autre jeune fille, Ronette Pulaski est découverte errant sur la voie ferrée, en état de choc : elle a été battue et violée. Très rapidement, Cooper découvre la personnalité cachée de Laura et son penchant pour la drogue et le sexe.
Cooper et le Shériff Truman découvrent le lieu du crime, un wagon dans les bois et préviennent les habitants de Twin Peaks : le tueur est sans doute de la ville et frappera de nouveau.
Cooper soupçonne le possesseur d’un pendentif en forme de coeur (dont l’autre moitié appartenait à Laura et a été retrouvée sur les lieux du crime). James Hurley, le petit ami de Laura, et Donna Hayward enterrent le pendentif dans la forêt. Sarah Palmer fait un rêve étrange : elle voit une main déterrer le pendentif…
