Сюжет сериала «Выхожу тебя искать» навеян репортажем, показанным на одном из центральных телеканалов, о парне, который потерял память и не мог найти своих близких. После просмотра авторы задумались – что испытывает человек, если однажды он открывает глаза и осознает, что не помнит, кто он и как его зовут. Возникает ли у него вопрос – начать жизнь с чистого листа или бороться за свое прошлое?

...Детская площадка московского двора залита солнцем. Красивая молодая женщина чуть в стороне от других мамаш читает книжку, время от времени поглядывая, как резвится ее пятилетний сын. Он закрыл глаза ладонями и громко считает: «Раз, два, три, четыре, пять…выхожу тебя искать…». Мальчик открывает глаза – на месте, где сидела его мама – никого, только книжка валяется возле скамейки. Мальчик кричит: «Мама, где ты? Ма-ма!».

Так начинается первое дело, в расследовании которого будет принимать участие Рита Высоцкая (Ольга Арнтгольц).

Выпускница факультета психологии Рита поступает на службу в оперативно-розыскной отдел РОВД. Выбор места службы не случаен – девушкой руководит не только желание служить на благо людям, но и собственная тайна. Рита сама не знает, кто она и откуда. Ее нашли подростком на месте ДТП в состоянии полной амнезии. И теперь Рита готова отдать все на свете, чтобы только вспомнить, кто она, и в буквальном смысле найти себя.

В отделе РОВД девушка знакомится с двумя напарниками Михаилом (Константин Соловьев) и Денисом (Николай Иванов), родными братьями. Ребята – настоящие профессионалы своего дела, в работе им нет равных. Рассудительность Дениса уравновешивает авантюрность Михаила. С приходом Риты в жизни братьев наступают большие перемены.

Найденная женщина, пропавшая с детской площадки, становится первым успешным делом коллег, которых ждет целая череда расследований. Разбираясь в хитросплетениях чужих судеб, строя предположения и проводя параллели, Рита так и не вспомнит свое прошлое, но сильное чувство к одному из братьев если и не возместит утраты воспоминаний, то, возможно, покажет, что жизнь может начинаться и с чистого листа.