В последнем сезоне сериала зрители могут увидеть, какой стала жизнь Есени спустя год после «смерти» Родиона. Девушка вышла замуж за своего давнего ухажера Женю, родила дочку Веру. Семейный очаг не стоит у нее в приоритете, так как Стеклова продолжает работать в полиции и расследовать преступления по методике Меглина, но уже в одиночку.
В ходе раскрытия очередного дела, девушка попадает в тупик. Все ее попытки обнаружить убийцу сходят на нет. Ее руководство решается пойти на крайние меры и приставляет к ней в помощь… того самого Родиона Меглина! Как оказалось, герой имеет уникальное анатомическое строение внутренних органов, по причине чего Есеня не смогла попасть ножом в его сердце.
Бывшие любовники уже не те, что раньше. Стеклова – замужняя женщина, жена и мать. Меглин – психически неуравновешенный, страдающий раздвоением личности и провалами в памяти. Но, несмотря на все различия между героями, вместе они снова начинают раскрывать сложнейшие преступления.
Вновь появляется «Ты меня не поймаешь». Его загадки становятся более изощренными, а преступления, совершенные чужими руками, более жестокими. Загадочный антигерой пытается напомнить Меглину, кто он такой и в чем заключена страшная тайна его прошлого.
Чтобы попробовать вернуть себе память и раскрыть личность неуловимого преступника, главный герой сбегает из психиатрической клиники. Но случается неожиданное – отца Есени убивают прямо в собственном доме, все подозрения падают на Родиона. Единственным человеком, который верит в его невиновность остается сама Стеклова. Вместе они пытаются выяснить, кто на самом деле является убийцей ее отца.
Разгадка приходит неожиданно –девушка находит в гараже своего супруга набор удавок и понимает, что преступление совершил Женя. Но отдать его в руки полиции не может, так как тот похитил маленькую Веру и, под угрозой причинения ей вреда, вынуждает Есеню уничтожить Меглина. Девушка не может этого сделать и убивает своего мужа. Но тут же раздается звонок от «Ты меня не поймаешь».
Дальнейшие события развиваются в камере СИЗО. Следователь Стеклова заключена под стражу, ей предъявляют обвинение в убийстве сотрудника полиции Евгения.
Появляется новый персонаж психолог Самарин. Он пытается заставить героиню дать показания против Меглина и помочь оперативникам найти его. Девушка не может тратить время на пустые, по ее мнению разговоры, ведь Верочка до сих пор остается ненайденной. Воспользовавшись секундным замешательством психолога, Есеня сбегает. По наводке Родиона она быстро находит свою дочь. Но герои вынуждены скрываться, ведь их всюду ищут правоохранительные органы.
Разгадка «Ты меня не поймаешь» кроется в заключительной серии. Им оказывается тот самый психолог – сотрудник МВД. Еще с детства он затаил обиду на Родиона Меглина. Пытаясь походить на известного следователя, мальчик совершил серьезное преступление. Отец – капитан полиции и наставник Родиона не смог принять такой проступок сына. Он попросту отказался от своего ребенка, лишив его средств к существованию. Мальчик смог выжить, вырос, но все это время вынашивал план мести Меглину.
В последних эпизодах дочку Есени вновь похищают. На это раз Самарин. Этим он выманивает главных героев в родительский дом Родиона. Используя психологические приемы, заставляет его вспомнить о страшном эпизоде детства, когда Родион своими руками убил собственных отца и мать. Ставит условие, что в живых останется только один из героев, тому он и вернет Веру. В ходе долгой схватки побеждает Меглин, вонзая нож в сердце своей бывшей напарницы, как когда-то поступила с ним она.
Но убийство Родионом Есени – не что иное, как хитрый план главных героев. Все было ловко сымитировано. Пока Самарин наслаждается собственной победой и ликует, Стеклова и Меглин расправляются с ним. Наконец настоящий «Ты меня не поймаешь» уничтожен. Есения, Родион и Вера воссоединяются. Они решают уехать подальше, чтобы вместе начать новую жизнь с чистого листа.
