L'inspecteur Roberto Fonseca, de la police civile de Fortaleza (grande mégalopole du nordeste brésilien), est envoyé à Lagoa Grande, petit village isolé du Sertão (région désertique), pour enquêter sur le meurtre d'un riche propriétaire terrien local et sur la blessure qui a plongé dans le coma le médecin du village, le docteur Esmeraldo.
A travers le témoignage des habitants de Lagoa Grande, l'Inspecteur Roberto essaye de retracer le parcours, depuis son arrivée au village, du docteur Esmeraldo, jeune médecin idéaliste, fraîchement diplômé de l'Université de São Paulo, persuadé que cela lui permettra de trouver la clef de l'enquête. L´inspecteur se retrouve vite confronté à la loi du silence qui règne dans ces contrées et à la jalousie de Pedro Gordo, le chef de la police locale, qui apprécie peu de voir un étranger de la « ville » venir empiéter sur son secteur.
Son investigation n'avance guère et le découragement le gagne jusqu'au jour où un événement imprévu débloque l'enquête. Et si tout le monde au village savait ce qu'il s'était passé?
Plus qu'une histoire d'investigation policière, « Lagoa Grande » est un portrait social de la vie dans le Sertão brésilien, une région touchée par la sècheresse, l´exode et la pauvreté, avec sa rudesse et sa défiance envers le pouvoir public et les grandes villes symbolisés par l'inspecteur Roberto et le docteur Esmeraldo.