Le commandant de police Simon Keller, affaibli par la maladie, fait équipe avec une jeune recrue sortant de l'école, Cécile Gimet, pour enquêter sur le meurtre d'un homme retrouvé dans la basilique Saint-Sernin de Toulouse, autour de la chanson "Toulouse" de Claude Nougaro.
Un programme Les Inséparables permet à deux amoureux de se lier jusqu'à ce que la mort les sépare. Implanté dans la société, ce programme change le rapport de la population face à l'amour. Différentes histoires, différentes générations se retrouvent confrontées au dilemme de l'amour...