Los asesinatos de Valhalla se centra en la historia de Arnar, un perfilador criminal de la policía de Oslo que es enviado de vuelta a casa desde Oslo a Islandia para investiar el primer caso de asesinatos en serie del país. Este se une a Kata, polícia local, que se siente frustrada y molesta consigo misma por la necesidad de tener que traer a alguien para que la asista. Debido a la presión de los medios de comunicación y sus superiores, el jefe de Kata piensa que el caso es tan complicado y ha decidido pedir asistencia del extranjero.
Estos asesinatos no parecen tener mucho en común unos con otros, hasta que las pruebas llevan a Kata y Arnar hasta un hogar de niños abandonados llamado Valhalla, donde 35 años antes, ocurrieron fatales delitos. El duo tiene bastantes diferencias, pero, a pesar de ellas, los dos tienen que encontrar la manera de dejar sus enfrentamientos a un lado y trabajar juntos para atrapar al asesino antes de que vuelva a atacar de nuevo.