Cold Case - Delitti irrisolti: Stagione 2

Il triplice omicidio del 2003 non ha ancora un colpevole e il sospettato principale dimostra di avere un alibi di ferro. Lilly ritorna ad occuparsi del caso per trovare il colpevole del triplice omicidio di un cameriere e i due gestori di un ristorante in un sobborgo malfamato di Philadelphia.

La squadra riapre il caso dell'operaia di una fabbrica bellica morta nel 1943, per il quale si è sempre creduto a una caduta incidentale, ma una nuova testimonianza fa riaprire il caso.

Il ritrovamento di un vecchio filmato del 1979 mostra una ragazza che risulta scomparsa proprio in quell'anno, ma della quale non era stato ritrovato il cadavere; la squadra decide di indagare.

Quando i resti di un prigioniero vengono scoperti fuori dal penitenziario, la squadra decide di riaprire un caso del 1968 in cui un ragazzo è fuggito di prigione due volte prima di morire e che risultava già morto.

Quando una ragazza trova in un'asta su internet un bracciale d'oro che crede sia appartenuto a sua madre, chiede di riaprire il caso dell'omicidio dei suoi genitori, due emigrati cambogiani, avvenuto nel 1991 a causa forse di una rapina.

Un omicidio recente di una ragazza diciannovenne sembra avere degli aspetti in comune con un delitto del 1990, in cui una ragazzina di dodici anni che aveva partecipato a un pigiama party era stata ritrovata morta in un bosco con strani segni sulle gambe.

Un ragazzo sopravvissuto all'AIDS chiede di indagare sull'omicidio del suo fidanzato avvenuto nel 1983, per ritrovare la serenità prima del suo imminente matrimonio e per riabilitare il suo nome essendo stato il sospettato principale del delitto.

Un omicidio del 1953 di un maestro che potrebbe essere stato un simpatizzante comunista viene riaperto su richiesta del figlio minore, che non sapeva dell'omicidio del genitore.

La squadra inizia la caccia a un serial killer, quando le indagini su una donna scomparsa nel 1985 portano alla scoperta dei resti di altre otto donne, tutte decapitate.

La squadra indaga sull'omicidio di un assistente procuratore di New Haven ucciso nel 2000, quando all'epoca era stato coinvolto in uno scandalo.

La squadra riesamina il suicidio di un membro di una setta avvenuto nel 1978, quando emergono nuovi indizi riguardo alla sua morte.

La confessione di un arbitro in punto di morte fa riaprire il caso di un pugile morto nel 1976 durante un incontro sul ring, perché qualcuno ha pagato per far durare l'incontro più del dovuto.

Viene effettuata da una macchina una sparatoria che porta all'uccisione di una bambina afroamericana. Nell'ambito di una campagna di prevenzione viene portata un'arma in centrale che si scopre essere quella della sparatoria.

Nel 1969 una ragazza venne trovata strangolata in un appartamento. L'assassino viene individuato dopo anni durante la fuga in quanto disertore, ma in realtà aveva un alibi la sera del delitto.

Sulla tomba di un ragazzo disabile, morto apparentemente suicida sotto un treno nel 1993, vengono rinvenuti da diversi anni nel giorno dell'anniversario dei disegni che sembrano mostrare come in realtà sarebbe stato buttato sotto a un treno.

La squadra riapre il caso inerente alla morte di un bambino di 9 anni nel 1998, nel corso delle indagini si scopre che la vittima era stata rapita da un pedofilo, morto assassinato poco dopo il ritrovamento del ragazzino.

La squadra riapre un caso del 1982 riguardo all'omicidio di una parrucchiera, del quale suo marito era stato sempre accusato di omicidio, ma aveva sempre incolpato del delitto una donna bionda e un uomo losco, che erano spariti nel nulla. Al dito di una donna bionda, morta da poco è stato trovato un anello appartenente alla vittima.

Il caso del 1995 riguardo all'omicidio di un'alcolista viene riaperto quando la sorella, vecchia conoscenza del detective Vera, sostiene di aver saputo da uno sconosciuto che la donna passò tutta la notte a bere con un gruppetto turbolento di studenti del college.

La squadra riapre l'omicidio di un ragazzo afroamericano, avvenuto nel 1963, per desiderio di Jeffries, che, bambino, trovò all'epoca il cadavere e non ha mai dimenticato la vicenda.

La squadra riapre il caso sull'omicidio di un impiegato di una fabbrica, ucciso nel 1984 probabilmente per rapina, ma suo nipote (arrestato nella prima stagione per l'omicidio di sua nonna), facendo una seduta di gruppo con altri detenuti, scopre che un prigioniero vent'anni prima vide il cadavere e decise di rubargli il portafoglio con tutti i soldi dentro, capendo così che non si trattò di omicidio a scopo di rapina.

La squadra riapre il caso sull'omicidio di un portiere di un albergo avvenuto nel 1977. L'omicidio potrebbe essere collegato a un assassino seriale che sta per essere rilasciato dopo 25 anni a causa di un patteggiamento.

Viene ripescato dal fiume un furgone risalente al 1932. Dentro al furgone ci sono i resti di una donna. La squadra indaga sulla sua morte.

Il ritrovamento di nove teschi umani porta Lilly a confrontarsi ancora una volta con il serial killer che non era riuscita ad incriminare per i delitti di nove giovani donne. Lilly scopre che la madre fu uccisa in casa sua a seguito di un tentativo di stupro e che il delitto rimase irrisolto. Nel corso delle indagini, Lilly verrà a conoscenza di un terribile segreto riguardante il suo nemico e si ritroverà nuovamente faccia a faccia con quest'ultimo.