El gato desaparece comienza cuando Beatriz (Beatriz Spelzini) va a buscar a su marido a la clínica neuropsiquiátrica donde ha estado internado tras sufrir un brote psicótico inesperado y violento. El día se desarrolla en calma, salvo un hecho: Donatello, el gato, se espanta y da alaridos cuando ve entrar a Luis (Luis Luque) en la cocina. Cuando Luis trata de tomarlo el animal se retuerce entre sus manos, saca sus garras y tras herirlo en su rostro sale disparado al exterior. Beatriz no puede disimular una cierta inquietud por saber si Luis es, después de la internación, realmente el mismo, si aquel oscuro episodio puede volver a repetirse, mientras tanto extraños sucesos se irán manifestando modificando la rutina de aquellos personajes.

Argentina. Benjamín Espósito es oficial de un Juzgado de Instrucción de Buenos Aires recién retirado. Obsesionado por un brutal asesinato ocurrido veinticinco años antes, en 1974, decide escribir una novela sobre el caso, del cual fue testigo y protagonista. Reviviendo el pasado, viene también a su memoria el recuerdo de una mujer, a quien ha amado en silencio durante todos esos años.