В конце февраля 1959 года на Урал прилетает майор КГБ Олег Костин, чтобы разобраться в причинах исчезновения группы студентов Свердловского политехнического института под руководством опытного туриста Игоря Дятлова. Очевидно, что в горах Урала произошла трагедия, поскольку были обнаружены мёртвые тела пятерых студентов, в том числе и самого Дятлова. Всего же в горы поднялись девять ребят, включая Александра Золотарёва – самого взрослого и загадочного участника тургруппы, как впоследствии узнаёт Костин, навязанного Дятлову руководством института, курировавшего поход.
В расследовании московскому майору помогает хороший эксперт Екатерина Шуманова, которая проводит вскрытие трупов. Костин начинает следствие с допроса Юрия Юдина – ещё одного студента, который сошёл с маршрута из-за внезапного недуга. Как только Олег начинает погружаться в работу, к нему начинают приходить мистические образы из собственного фронтового прошлого, включавшего опыт общения с тайной нацистской организацией «Аненербе».
Как оказалось, Юрия Юдина стали одолевать кошмары сразу же после того, как их группа выехала из Свердловска. Мрачен был и Игорь Дятлов: ему очень не понравилось, что ему навязали Золотарёва. В процессе маршрута ребята останавливаются у манси, которых их предупреждают об опасности и советуют не приближаться к горе Холатчахль. Согласно их верованиям, на этой горе обитают духи злых шаманов. Однако студенты не слушают предупреждения и все, кроме Юдина, отправляются дальше.
Тем временем Костину удаётся собрать информацию о Золотарёве, и это только сильнее настораживает майора. Перебирая версии трагедии, он понимает, что браконьеры тут явно ни при чём. Он вспоминает, как едва не покончил с собой, узнав о гибели своей жены и ребёнка. Спас его тогда именно Золотарёв.
В процессе восхождения группа Дятлова находят захоронение манси, и наблюдает некие загадочные шары в небе. У Золотарёва случается припадок, который он объясняет давней контузией. Мальчик-хант тоже советует туристам возвращаться назад.
Костин разбирается, что это были за шары в небе. Оказывается, испытания секретной ракеты. Генерал категорически уверяет, что они не могли стать причиной гибели ребят. В мае, когда сходит снег, удаётся найти оставшиеся тела погибших. Костин расследует, не было ли побегов заключённых в дни трагедии. Отрабатывая эту версию, Олег выезжает в колонию.
Действительно, один беглый зэк сталкивался с туристами, но он никого не убивал. Среди группы зреют противоречия, в том числе и на любовном фронте. Группа оставляет запасы и готовится к восхождению на следующий перевал. Финальный для себя.
Костин сопоставляет все факты и приходит к выводу, что причиной гибели ребят стал сход снежной лавины, так называемой доски. Его версия совпадает с тем, что было на самом деле. В ночь с 1 на 2 февраля 1959 года на склон сходит «доска» и заваливает палатку. Пытаясь спастись от холода, ребята гибнут один за другим. Последней стала Зина Колмогорова.
