Fatale geheimen combineert de authenticiteit van forensisch onderzoek met een sublieme plot en een meesterlijk gecomponeerde spanningsboog.
Bij de ontdekking van een massagraf waarin 23 slachtoffers worden aangetroffen, wordt de hulp ingeroepen van dr. Temperance Brennan, forensisch expert. Ondanks haar turbulente privé-leven reist Brennan af naar het dorpje Chupan Ya in Guatemala. Nauwelijks is ze haar onderzoek gestart of 'Tempe' ontdekt dat het heden nog meer gruwelijkheden in petto heeft. In Guatemala City worden vier meisjes vermist, onder wie de dochter van een hoge regeringsambtenaar. Wanneer ook nog eens een jonge archeoloog op brute wijze wordt vermoord, bekruipt Brennan het onaangename gevoel dat dit wel eens een bijzonder lastige zaak kan worden. En dat blijkt nog eens overduidelijk als ze tijdens haar onderzoek stevig tegenwerking ondervindt van een recalcitrante officier van justitie en corrupte plaatselijke ambtenaren. Een en ander brengt Brennan op het idee dat zij wel eens het volgende slachtoffer zou kunnen zijn.