Hồ Sơ Bí Mật dựa trên một câu chuyện có thật xảy ra vào năm 1978. Năm 1978, Eun Joo, con gái của một gia đình giàu có, bị bắt cóc . Kẻ bắt cóc cô bé không gọi điện cho bố mẹ đứa trẻ. Cuộc điều tra bế tắc, mẹ và dì của Eun Joo sau đó đã nhờ đến sự giúp đỡ của một thầy bói, Kim Joong San (Yoo Hae Jin). Thầy bói bảo họ rằng Eun Joo vẫn còn sống. Kim Joong San đề nghị họ liên lạc với thám tử Kong Gil Yong (Kim Yun Seok) để giúp đỡ. Thám tử Kong Gil Yong không muốn vướng vào vụ việc, nhưng anh vẫn đồng ý nhận vụ án. Anh khuyên gia đình Eun Joo không công khai cuộc điều tra. Dư luận có thể đẩy Eun Joo vào tình thế nguy hiểm hơn. Thám tử Kong Gil Yong không tin lời thầy bói, nhưng Joong San lại dự đoán mọi việc chính xác, bao gồm cả việc tên bắt cóc sẽ liên lạc với bố mẹ đứa trẻ vào ngày thứ 15 sau khi cô bé bị bắt cóc. Với một bức tranh tên bắt cóc gửi vào ngày thứ 15, thám tử Kong Gil Yong và Kim Joong San chấc chắn rằng Eun Joo vẫn còn sống.