Le corps d'une jeune fille a été retrouvé dans la Seine, la police parisienne ne parvient pas à avancer, et fait appel à Auguste Dupin pour tenter de résoudre le mystère. Tous les détails de l'affaire seront méticuleusement analysés par Dupin. Il va démonter les hypothèses mises en avant dans la presse, puis utiliser des arguments scientifiques pour tenter d'approcher de la vérité.
Cette affaire est basée sur une affaire réelle, l'affaire du meurtre de Mary Cecilia Rogers, survenu à New York en 1841. Poe transpose l'action à Paris. Les coupures de presse citées sont réelles, mais les noms réels des journaux ont été maquillés par Poe.