作为法医的爷爷高四海为了案子的事实真相，坚持原则努力查寻案件线索，却被别人诬陷，导致检验结果的错误。30年来背负唾骂，并为此丢掉了心爱的法医工作，最终得了阿尔茨.海默症。而作为刑警大队副大队长的父亲高建设20年前侦查的一起案子，由于一直没有破案就奋勇牺牲。本案始终悬而未决，却被猜疑是一起冤案，烈士的形象遭遇崩塌。正打算离开警察队伍的孙子高风由于一起偶然的案件被卷入和爷爷，父亲名誉有关的那起陈年积案中，为了查明事实的真相，孙子舍弃一切，和警方一起克服艰难险阻，顶住多重压力总算将一件已经盖棺认定的陈年积案翻案，维护了法律的公平与正义，复原了事实的真相，并将潜逃30年的罪犯绳之以法，告慰祖父和父亲的在天之灵。
本剧融合了悬疑、烧脑、推理、反转等多种类型元素，涉及法学、刑侦、法医等各个方面的知识，《燃烧》不是侧重于一个大案要案，而是通过三代警察来折射出30多年来中国司法的改革进程。
