Un crâne est repêché par hasard dans le fond de la Seine. Grâce à une empreinte dentaire, l'autopsie permet de déterminer l'identité de la victime : il s'agit d'un certain Frantz Walkowitz. Aussitôt, les enquêteurs de la police scientifique se mettent sur l'affaire, cherchant à déterminer comment Walkowitz est mort, s'il a été assassiné et qui pourrait, le cas échéant, être l'auteur du meurtre. Mais l'affaire se complique soudain, prenant un tournant pour le moins inattendu. Il semblerait en effet qu'en réalité, Walkowitz soit toujours vivant. L'homme aurait même publié un roman récemment...