Anastasia Pávlovna Kaménskaya, Nastia, trabaja como analista en la Dirección General de Interior en Petrovka, 38. Después de muchos años de relación, finalmente sucumbe a las presiones familiares y decide casarse con su novio de toda la vida, el matemático Liosha Chistiakov. Horas antes de la boda, recibe un anónimo en el que es amenazada de muerte si sigue adelante y termina casándose, pero no le da ninguna importancia. Cuando finaliza la ceremonia, y todavía en el registro civil, suena un disparo y una de las novias que esperaba su turno aparece asesinada en los servicios. Rápidamente, Kaménskaya, a pesar de que se encuentra de permiso, se hace cargo de la investigación. Ese mismo día, en el intervalo de dos horas, en otro registro civil de la capital rusa, ocurre una tragedia análoga. Al investigar estos misteriosos asesinatos, Anastasia Kaménskaya descubre que muchas de las novias, en la víspera de su boda, habían recibido cartas similares a la suya, pero por alguna razón ninguna de ellas se había dirigido a la policía.