Петербург. Загадочный и мрачный, временами безжалостный и надменный, взирающий на суету мира живых с холодной чопорностью мертвеца. Этот город потрясает, завораживает и непрестанно пожирает человеческие жизни, превращая людей в призраков, а призраков делая похожими на людей. За его парадным фасадом в обветшавших коммунальных квартирах, среди лабиринтов серых улиц, в гулких недрах хмурых подъездов и колодцах дворов скрываются сумасшедшие гении, адепты древних культов, извращенцы, лидеры тайных организаций… и ядовитое нечто, не постижимое здравым рассудком. И каждое новолуние в этом городе происходят жестокие убийства молодых женщин. Но зловещий ночной потрошитель – лишь звено в багрово-красной цепи демонических страстей, безумия и одиночества, удавкой протянувшейся сквозь пространство и время из мрака средневековых легенд…
Часть I. Ртуть
Петербургский похоронный агент Родион Гронский, ведущий уединенный образ жизни и регулярно посещающий бар «Винчестер», узнает о зверском убийстве бармена Марины, девушки, к которой он испытывал глубокие чувства. Тело найдено во дворе бара, оно растерзано, словно собаками, и обескровлено. Гронский клянется найти убийцу.
На месте преступления он встречает судмедэксперта Алину Назарову, которая сразу замечает, что раны нанесены не животными, а холодным оружием, и что это убийство. Алина также узнаёт в характере ран почерк убийцы, тринадцать лет назад лишившего жизни её мать. Начальник Алины, Даниил Ильич Кобот, пытается заставить её подписать фальшивое заключение о нападении собак, предлагая взятку и работу в своём медицинском центре «Данко». Гронский, выследивший Алину, убеждает её принять предложение Кобота, чтобы изнутри узнать правду.
Гронский изучает серию аналогичных убийств, происходящих каждый месяц в центре города. Жертвами становятся молодые женщины, у которых вырезаны сердце, почки и селезенка, а кровь слита. Вместе с Алиной они устанавливают, что все убийства совершаются в ночь новолуния. Гронский в библиотеке находит связь между ритуалом и алхимическим трактатом «Rubeus vinculum» («Красные цепи»), описывающим создание эликсира бессмертия — ассиратума — из крови и внутренних органов человека.
По просьбе Гронского Алина организует визит к олигарху Герману Андреевичу Галачьянцу и берёт кровь у его дочери Маши, которая, по слухам, смертельно больна СПИДом, но на деле оказывается здорова. Гронский знакомится с молодой спутницей Галачьянца, Кристиной, которая производит на него сильное впечатление.
Алина тайно проникает в закрытую зону «Данко» и обнаруживает подвал с клетками, хирургическими столами и следами кровавых экспериментов. Она понимает, что Кобот и его люди причастны к убийствам.
Однако вскоре на Алину нападают люди Абдуллы, таинственного покровителя Кобота. Гронский успевает прийти ей на помощь, убив нападавших. После этого они обращаются за помощью к главе секретной организации, известному как Кардинал, бывшему наставнику Гронского. Кардинал раскрывает, что «Данко» и Кобот находятся под контролем Абдуллы, бывшего охранника Галачьянца.
Гронский и Алина пытаются спасти следующую намеченную жертву — Алису Пожарскую, но опаздывают. Гронский сталкивается с убийцей — невероятно сильным и быстрым существом, похожим на человека-волка, но тому удается скрыться. Алина в ярости обвиняет Гронского в провале и решает действовать самостоятельно, обратившись в прокуратуру.
Часть II. Свинец
Гронский знакомится с доцентом Михаилом Мейлахом, изучавшим «Красные цепи» и «Хроники Брана» — средневековую хронику рыцаря Вильяма Брана. Мейлах отдаёт Гронскому свои материалы, включая перевод «Хроник», но явно напуган и просит опасаться «черной собаки» или «волка».
Гронский посещает Якова Самуиловича Роговера, старого библиографа, который также консультировал Мейлаха. От Роговера он узнаёт о соседе — докторе Зельце, хранителе морга, который таскает к себе трупы. Гронский также встречает художника Ивана Каина, рисующего картины с мертвыми телами. На одной из картин Каина Гронский узнает портрет еще не убитой девушки, Алисы Пожарской.
Тем временем Алина, всё ещё работающая в «Данко», узнаёт от коллеги Эдипа Иванова подробности о пациентке Галачьянца. Ночью она взламывает кабинет Кобота и проникает в подвал, где находит запасы дорогого вина и странные бутылочки. Она сообщает о своей находке в Следственный комитет.
На следующее утро в квартиру Алины врываются люди Абдуллы. Гронский, заподозрив неладное по её странному звонку, приезжает и в жестокой перестрелке убивает троих нападавших. Они снова встречаются с Кардиналом. Тот рассказывает трагическую историю Маши Галачьянц: её изнасиловали, и она заразилась ВИЧ. Галачьянц, чтобы спасти дочь, обратился к Кардиналу с просьбой найти некоего бессмертного «доктора Мазерса», но затем отозвал заказ. Ассиратум, которым стали поить Машу, и есть тот самый эликсир.
Кардинал предлагает Гронскому сотрудничество: он даст людей и ресурсы для поимки убийцы, а взамен получит манускрипт «Красные цепи» или образец ассиратума. Гронский соглашается.
Кардинал организует операцию по захвату Абдуллы на заброшенном бетонном заводе. В ходе боя Абдуллу убивает стрелой из арбалета тот самый человек-волк (Вервольф). Гронский вступает с ним в схватку и, ценой тяжелых ранений, убивает оборотня, обезглавив его упавшим оконным стеклом. Алина, приехавшая следом, забирает раненого Гронского. Однако он отстраняет её, сказав, что их расследование окончено, и просит уйти.
Часть III. Сера
Гронский убит горем и проводит время с Кристиной, которая кажется ему спасительным светом. Он находит в сети Машу Галачьянц. В разговоре с ней он понимает, что ключ к разгадке лежит в языке оригинала «Красных цепей» — ирландском. Он догадывается, что леди Вивиен переводила книгу, а значит, её автор — её отец, лорд Валентайн, а сам Некромант — лорд Марвер.
Тем временем Алина проводит эксгумацию останков своей матери и подтверждает, что убивший её нож — это оружие Вервольфа.
Гронский узнаёт от художника Каина, что тот нарисовал его и Кристину мертвыми. Он пытается найти Кристину, но её телефон выключен. Он получает от неё отчаянный звонок — на неё напали. Гронский мчится на помощь, но попадает в ловушку, устроенную Кристиной, которая оказывается древней ламией — родовой вампирессой. Она хочет обратить его в вампира. Алина, получившая информацию об этой женщине от отца (который был когда-то её любовником), приезжает на помощь. Она убивает Кристину двумя выстрелами из пистолета Гронского.
Гронский, Алина и Кардинал выходят на Некроманта (лорда Марвера), который скрывался под личиной библиографа Роговера. В ходе финальной схватки на крыше дома Гронский сбрасывает его в каменный мешок, а Алина выжигает его из огнемёта «Шмель», предоставленного Кардиналом.
В эпилоге Гронский и Алина прощаются. Алина говорит, что привыкла к этой опасной жизни и будет ждать его звонка. Гронский находит тело Маши Галачьянц и её отца, покончившего с собой после её смерти. Затем он связывается по телефону с леди Вивиен, которая оказывается девушкой-барменом Мариной. Она признаётся, что инсценировала свою смерть, чтобы мотивировать Гронского на охоту на Некроманта, своего давнего врага, и использовала его для достижения своей цели. Гронский клянется найти её и завершить своё личное дело. Он исчезает, оставляя позади старую жизнь.