La découverte d'un corps sans tête et d'un crâne sans corps dans une caverne ariégeoise magnifiquement ornée et inexplorée depuis 40.000 ans suscite un intérêt international. Si les restes sont, selon les scientifiques, ceux de Néandertal et Cro-magnon, de nombreuses questions subsistent. Une enquête commence, menée par le capitaine Marchant et son équipe.