Detektyw nowojorskiego wydziału zabójstw, Vincent LaMarca (Robert de Niro), ma za sobą długą i pełną sukcesów karierę w organach ścigania, dzięki której wyrobił sobie reputację człowieka bezgranicznie oddanego swej pracy. Jednak w najnowszej przydzielonej mu sprawie stawka okazuje się zbyt wysoka nawet dla niego. W trakcie dochodzenia przekonuje się, że podejrzanym, którego śledzi, jest jego własny syn (James Franco) ... „Dochodzenie” to wzruszająca opowieść o relacji ojca i syna, w której niczym w tragedii greckiej człowiek musi zmierzyć się ze swoim przeznaczeniem .