À Calais, au cours d'une exposition, René, passionné par le passé de sa ville, présente le portrait d'une belle inconnue surnommée La fille aux yeux de brume. Une visiteuse affirme la connaître et lui raconte son histoire vieille de plus d'un siècle. Celle-ci débute par deux meurtres commis de façon identique le 15 août 1911. Trop casse-tête, le dossier est finalement classé. Il faut attendre l'arrivée de l'inspecteur Monot, de la brigade mobile, pour qu'il ressurgisse. Dépêché à Calais aux premiers jours de la Grande Guerre, Monot a pour mission de débusquer les espions allemands. Mais très vite il s'intéresse à cette affaire.

Sur fond de guerre, d'amours, de haine, d'exode et d'espionnage, Monot rassemble les pièces du puzzle en tombant amoureux de la fille aux yeux de brume.