La série raconte la vie extraordinaire de Léonard de Vinci à travers les œuvres qui l'ont rendu célèbre, à travers les histoires cachées dans ces œuvres, révélant peu à peu le tourment intérieur d'un homme obsédé par l'atteinte de la perfection...

Atteint d'un trouble du spectre de l'autisme, avec un haut niveau de fonctionnement, le Docteur en chirurgie Shaun Murphy rejoint un prestigieux hôpital de San Jose, en Californie. Isolé, il éprouve des difficultés à s'intégrer à l'équipe. Mais en mettant son incroyable don de savant au service de ses patients, ce jeune prodige finit par susciter l'admiration de ses collègues, même les plus sceptiques.

Après la mort mystérieuse de son mari, Norma Bates décide de refaire sa vie loin de l'Arizona, dans la petite ville de White Pine Bay dans l'Oregon, et emmène avec elle son fils Norman, âgé de 17 ans. Elle rachète là-bas un vieux motel abandonné depuis de nombreuses années, ainsi que le manoir qui trône majestueusement quelques mètres plus loin. La mère et le fils partagent depuis toujours une relation complexe, presque incestueuse. Des événements tragiques vont les pousser à se rapprocher encore davantage. Ils partagent désormais ensemble un lourd secret...