„Der Kastanienmann“ spielt in einem ruhigen Vorort von Kopenhagen. Eines stürmischen Morgens im Oktober macht die Polizei eine grauenhafte Entdeckung: Eine junge Frau wird ermordet auf einem Spielplatz aufgefunden. Eine ihrer Hände wurde abgetrennt. Neben ihr liegt ein kleiner Kastanienmann.

Die ehrgeizige Nachwuchskommissarin Naia Thulin (Danica Curcic) wird zusammen mit ihrem neuen Partner Mark Hess (Mikkel Boe Følsgaard) mit der Lösung des Falles betraut. Die beiden entdecken schon bald eine mysteriöse Verbindung zwischen dem Kastanienmann und der seit einem Jahr vermissten und tot geglaubten Tochter der Politikerin Rosa Hartung (Iben Dorner).