该剧以一个未解的干尸案为切入点，干尸案凶手似乎受过专业训练，反侦察能力极强，侧写的还原画像将犯罪嫌疑人指向了警队内部的法医明川（聂远饰），而警队巾帼罗笔芯（宋轶饰）以身试险，要彻底调查明川，但越是接触明川，越对明川产生了微妙的情感变化。
作为一部悬疑与治愈属性并行的法医剧，《心灵法医》剧情以写实还原现实的风格，聚焦社会情感热点话题：早熟的孩子面临情感困局该如何应对？网约车司为何连续杀人却都有不在场证明？亲人之间如何正确处理家庭关系？爱情当中如何恰当地表达爱意？等等
深夜打车的女性，被残忍杀害，这就是会发生在我们身边的社会新闻。
剧中钱程、张珂两个人协同犯案，钱程借网约车司机身份，故意在半途激怒女乘客引发争执，让对方在不好打车、没有监控的路段下车；另一个则假意劝说，借口深夜打车不方便，顺路送乘客回家，由于张珂西装革履，而且开着奔驰，大部分的女性都放松了警惕，途中被害人饮用已经放了少量迷药的饮料，再到人烟稀少的地方将乘客杀害。他们作案的动机是报复女性，宣泄内心的苦闷。
一切的原有居然是张珂父母早逝，自己从小被姨妈养大，寄人篱下的日子不好过，或是他受到了什么伤害，张珂留下了心理阴影，产生了报复社会，杀害女性，以宣泄内心的愤怒。而钱程胆小怕事，整天遭妻子嫌弃，他自知没什么大本事，也不敢跟妻子大吵大闹，在发现妻子偷情之后也忍气吞声，心里不知道多憋屈。张珂故意靠近钱程，拉他入伙，两个人利用前面提到的方式，杀害了三名无辜女性。
区别于以往传统法医剧，《心灵法医》不仅表现出对逝者的尊重，体恤生者之不易，更紧扣了“情”这个内核。每个案件结束后都会有一个心灵剧场，让逝者和凶手一起交流，让他们在上帝模式中省事自己的罪行和坦白自己的心声，从灵魂上释怀对方。
