《读心探案》是一部刑侦社会剧，聚焦新一代公安刑警如何借助犯罪心理分析与网络时代的新科技，剖析犯罪动机，侦破一桩桩离奇复杂的疑难案件，宛如一部当代犯罪心理侦破实录。
三年前，平海市曾发生一起凶杀案。缉捕犯罪嫌疑人曹铭时，刑警大队长丁伟为保护人质英勇牺牲。三年后，类似案件再次发生。为应对这类案件，平海市公安局抽调刑警支队的业务骨干，组建刑警支队大案大队，专门负责相关案件的侦查工作。队伍成员包括刑警大队长许志新、犯罪心理专家刘晶、侦案能手兼副大队长罗海、拥有物理和生化双博士学位的年轻女警林雪、骁勇善战的搏击高手女警虎妞，以及电脑网络高手王晓波。
案件侦破过程中，刘晶与同事们充分发挥各自专长，通过角色扮演和对涉案犯罪嫌疑人的细致刻画，分析、推测其作案动机，逐步锁定案件的侦破方向与嫌疑人目标。
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