Сериал «Анна-детективъ» рассказывает историю Анны Мироновой, которая выбивается из привычного уклада своего тихого Затонска. Вместо спокойных девичьих занятий ее тянет к скорости и нестандартным решениям, что выражается в ее внешности и поведении. Ее острый взгляд на мир часто замечает то, что скрыто от других жителей городка.

Размеренную жизнь Затонска нарушает приезд петербургского сыщика Якова Штольмана. Он приезжает расследовать странные происшествия, которые посеяли страх среди горожан. Его методы основаны на холодном расчете и фактах, что является полной противоположностью интуитивному подходу Анны к разгадке тайн.

Их сотрудничество начинается неожиданно, когда способности провинциальной девушки оказываются полезными в запутанном деле. Прагматичный столичный следователь и наблюдательная местная жительница вынуждены объединить усилия, чтобы распутать клубок преступлений, и это партнерство меняет жизнь каждого из них.