Mathias Barillet, hijo de un embajador que falleció en Alemania, decide marcharse a París para estudiar medicina forense. Durante el viaje en tren se mete en problemas con la policía de la frontera cuando se pelea con un extraño hombre que le ha insultado. Al día siguiente, al despertarse, descubre que en su equipaje hay una cabeza humana. Mathias quedará fascinado por el descubrimiento y, teniendo la seguridad que él no es el culpable, iniciará sus propias investigaciones para esclarecer el asunto.
 | Emmanuel Salinger | Mathias Barillet |
| Thibault de Montalembert | Jean-Jacques |
| Jean-Louis Richard | Bleicher |
| Valérie Dréville | Nathalie |
| Marianne Denicourt | Marie Barillet |
| Jean-Luc Boutté | Varins |
| Bruno Todeschini | William |
| Philippe Duclos | Macaigne |
| Fabrice Desplechin | Simon |
 | Emmanuelle Devos | Claude |
| Philippe Laudenbach | El sacerdote |
| László Szabó | Pamiat |
